发动机及其冷却系统耦合仿真方法研究 被引量：6

1

作者 剧冬梅 孟红 韩恺 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1841-1844,共4页

通过研究发动机及其冷却系统耦合仿真方法,实现了发动机与冷却系统的边界条件双向实时传递,打破了传统冷却系统设计的散热量计算不准、冷却系统不匹配、部件与流体工作温度极限不匹配等局限性。在此基础上建立了某型发动机及其冷却系统... 通过研究发动机及其冷却系统耦合仿真方法,实现了发动机与冷却系统的边界条件双向实时传递,打破了传统冷却系统设计的散热量计算不准、冷却系统不匹配、部件与流体工作温度极限不匹配等局限性。在此基础上建立了某型发动机及其冷却系统的耦合仿真模型,通过试验验证了该耦合仿真方法的可行性与准确性。 展开更多

关键词 冷却系统 耦合仿真 热流匹配 内燃机性能仿真

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内部EGR对柴油机燃烧排放性能影响的研究 被引量：10

2

作者 卢小锐 高文志 +2 位作者 高博 王双 张晶 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1029-1033,1067,共6页

本文提出一种采用双峰排气凸轮实现内部EGR的方案,并利用AVL FIRE软件对某柴油机的工作过程进行三维数值模拟,研究了内部EGR对发动机进气过程中缸内气体流场、湍动能分布、O2浓度分布、放热率和燃烧排放物的影响规律,进行了采用与不采... 本文提出一种采用双峰排气凸轮实现内部EGR的方案,并利用AVL FIRE软件对某柴油机的工作过程进行三维数值模拟,研究了内部EGR对发动机进气过程中缸内气体流场、湍动能分布、O2浓度分布、放热率和燃烧排放物的影响规律,进行了采用与不采用内部EGR 8个工况的排放对比试验,验证了双峰排气凸轮方案对降低柴油机NOx排放的效果,为低成本改进柴油机的燃烧排放性能提供了参考。 展开更多

关键词 柴油机 内部EGR 数值模拟 燃烧排放性能

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一次火箭参数对RBCC引射模态性能的影响 被引量：8

3

作者 王国辉 何国强 蔡体敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期204-207,共4页

应用经过校验的三维湍流有限体积数值算法,对引射模态下RBCC模型不同一次引射火箭结构和工作参数条件下的多种工作状态进行了模拟。结果发现:提高一次火箭燃烧室工作压强,二次流量增加,系统推力增加,混合效果增强;一次火箭喷管形状直接... 应用经过校验的三维湍流有限体积数值算法,对引射模态下RBCC模型不同一次引射火箭结构和工作参数条件下的多种工作状态进行了模拟。结果发现:提高一次火箭燃烧室工作压强,二次流量增加,系统推力增加,混合效果增强;一次火箭喷管形状直接影响引射掺混效果,但在保证足够一次流量的前提下,方形管道中可以使用锥形一次喷管,不会带来性能上的较大差异;一次火箭喷管数目增加,掺混质量提高;一次喷管扩张半角的改变不会影响二次引入流量,但会影响掺混效果和一次火箭自身推力;一次喷管面积膨胀比的变化,不会影响二次引入流量,但会改变混合效果。 展开更多

关键词 复合式发动机 引射模态 性能分析

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双火花塞发动机性能的仿真分析 被引量：4

4

作者 夏怀成 安子军 +1 位作者 孙泽 邸立明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第5期76-80,共5页

应用发动机三维性能模拟分析软件,计算出单火花塞点火发动机缸内循环工作压力,将其与实验值进行对比并修正,确定了合理的仿真参数。在此基础上,分别对单火花塞和双火花塞点火发动机的缸内燃烧状态和缸内循环工作压力变化趋势进行瞬态仿... 应用发动机三维性能模拟分析软件,计算出单火花塞点火发动机缸内循环工作压力,将其与实验值进行对比并修正,确定了合理的仿真参数。在此基础上,分别对单火花塞和双火花塞点火发动机的缸内燃烧状态和缸内循环工作压力变化趋势进行瞬态仿真对比,分析了双火花塞点火对发动机性能的影响。研究结果表明,双火花塞的火焰传播距离短、缸内燃烧迅速、最高爆发压力大,其最高爆发压力可提高4%以上。 展开更多

关键词 内燃机 双火花塞 性能 燃烧 瞬态仿真

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直接喷射分层燃烧转子发动机性能模拟研究 被引量：6

5

作者 李立君 唐狄毅 范静 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期227-232,共6页

在理论分析的基础上对原有直接喷射分层燃烧转子发动机性能模拟模型中的一些子模型进行了改进。用改进后的模型预测了转子发动机在不同工况下燃烧室内工质压力、温度的变化及转子周壁的传热量、缝隙体积和漏气面积对燃烧室内工质压力的... 在理论分析的基础上对原有直接喷射分层燃烧转子发动机性能模拟模型中的一些子模型进行了改进。用改进后的模型预测了转子发动机在不同工况下燃烧室内工质压力、温度的变化及转子周壁的传热量、缝隙体积和漏气面积对燃烧室内工质压力的影响,用试验数据拟合得出了平均机械损失压力随转速变化的关系式,并将预测结果与试验结果进行了对比。结果表明:改进后的模型具有更高的计算精度且稳定性好,能满足工程实用的要求。 展开更多

关键词 转子发动机 直接喷射分层燃烧 性能模拟 温度 传热量 数学模型

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硬件在环仿真系统中柴油机准维燃烧模型建模研究 被引量：1

6

作者 齐鲲鹏 杨山玉 +1 位作者 隆武强 冯立岩 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期10-13,19,共5页

为预测柴油机的动力性、经济性和排放性能,针对1135非增压柴油机建立了准维燃烧模型;介绍了模型中各个子模型的建模方法,重点阐述了喷雾模型的建模原理;对比研究了不同空气卷吸持续期对柴油机性能预测结果的影响。仿真计算结果表明,以... 为预测柴油机的动力性、经济性和排放性能,针对1135非增压柴油机建立了准维燃烧模型;介绍了模型中各个子模型的建模方法,重点阐述了喷雾模型的建模原理;对比研究了不同空气卷吸持续期对柴油机性能预测结果的影响。仿真计算结果表明,以破碎期为界将同一时刻喷入缸内的燃油划分为液态和气态的假设是可取的,燃烧结束后没有新的空气卷入燃烧区,这种计算方法使模型能达到较好的预测精度,同时使仿真系统具有较高的运行实时性。 展开更多

关键词 内燃机 柴油机 准维燃烧模型 性能预测 MATLAB仿真

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用准维燃烧模型对单缸柴油机性能和排放预测 被引量：4

7

作者 金国栋 高世伦 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期37-44,共8页

摘要用结合有准维燃烧模型的柴油机循环模拟预测单缸机性能,可以在很大程度上取代柴油机开发中的单缸机的试验研究.本文介绍了作者多年来通过燃烧过程机理研究所建立起来的准维燃烧模型的主要构成和特色,并通过各种实例讨论了它的功能... 摘要用结合有准维燃烧模型的柴油机循环模拟预测单缸机性能,可以在很大程度上取代柴油机开发中的单缸机的试验研究.本文介绍了作者多年来通过燃烧过程机理研究所建立起来的准维燃烧模型的主要构成和特色,并通过各种实例讨论了它的功能和预测力. 展开更多

关键词 柴油机 准维燃烧模型 燃烧过程

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轴对称结构RBCC燃烧室超燃模态燃烧性能研究 被引量：3

8

作者 汤祥 何国强 秦飞 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期29-34,共6页

针对以支板火箭作为点火和火焰稳定源,燃料支板喷射燃料的轴对称结构RBCC燃烧室,采用数值模拟和直连试验的方法研究了不同燃烧室构型下燃料喷射方案的变化对超燃模态燃烧性能的影响。结果表明:在燃料支板结合壁面喷射方式下,随着燃料支... 针对以支板火箭作为点火和火焰稳定源,燃料支板喷射燃料的轴对称结构RBCC燃烧室,采用数值模拟和直连试验的方法研究了不同燃烧室构型下燃料喷射方案的变化对超燃模态燃烧性能的影响。结果表明:在燃料支板结合壁面喷射方式下,随着燃料支板喷射量的增加,燃烧室的性能逐渐提升;燃料支板结合中心支板喷射方式下的燃烧性能要优于燃料支板结合壁面喷射的性能;凹腔的加入能在一定程度上促进燃料的燃烧,提升燃烧性能,其内推力是燃料支板结合后向台阶作用下的1.1倍;燃料支板高度的增加可增强燃料与空气的燃烧组织效果,燃烧室产生的推力能完全抵消支板高度增加带来的阻力损失。 展开更多

关键词 轴对称 RBCC 超燃模态 燃烧性能

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柴油机强化燃烧过程模拟及性能预测

9

作者 许锋 范曙睿 +3 位作者 黄毅泉 马福军 郭小平 冯立岩 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期706-709,共4页

建立了直喷式增压柴油机强化燃烧过程的准维数学模型 ,开发了一套可模拟及预测柴油机性能和排放的软件 ,模拟计算及优化分析柴油机的工作过程和燃烧性能 .对四气门直喷式1 35型增压柴油机的应用表明 ,该软件具有预测精度高、优化参数选... 建立了直喷式增压柴油机强化燃烧过程的准维数学模型 ,开发了一套可模拟及预测柴油机性能和排放的软件 ,模拟计算及优化分析柴油机的工作过程和燃烧性能 .对四气门直喷式1 35型增压柴油机的应用表明 ,该软件具有预测精度高、优化参数选择灵活、操作方便等特点 . 展开更多

关键词 柴油机 燃烧 模拟计算 性能分析 燃烧过程

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基于RBF神经网络的补燃火箭发动机频率预测

10

作者 杜飞平 谭永华 陈建华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1190-1194,共5页

为避免建立或修改计算量巨大的发动机有限元模型,研究探讨径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络在液体火箭发动机频率预测中的应用。以某型高压补燃液氧/煤油火箭发动机为研究对象,在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚... 为避免建立或修改计算量巨大的发动机有限元模型,研究探讨径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络在液体火箭发动机频率预测中的应用。以某型高压补燃液氧/煤油火箭发动机为研究对象,在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了喷管有限元模型。然后采用分布参数法建立了补燃循环火箭发动机的有限元模型,同时利用模态试验数据修正有限元模型。根据结构灵敏度分析理论,选择不同的结构参数组合作为训练样本训练神经网络,并利用训练好的神经网络预测发动机结构频率。研究结果表明,RBF神经网络能较好地预测液体火箭发动机结构频率,预测误差在1.0%以内。同时该方法具有收敛速度快的优点,可广泛应用于火箭发动机数值仿真领域。 展开更多

关键词 径向基函数神经网络 补燃火箭发动机 数值仿真 结构分析 性能预测

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船用中速柴油机性能的优化研究 被引量：7

11

作者 杨城 陈丹 朱钰 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期81-86,共6页

为提升燃油系统电控化改造后4190ZLC-2船用中速柴油机的经济性能和排放性能,开展了燃油系统多参数优化试验;利用AVL FIRE软件对试验得到的经济性最优匹配参数下的柴油机高压工作过程进行了仿真计算;通过对燃烧室内三位流场的分析,提供... 为提升燃油系统电控化改造后4190ZLC-2船用中速柴油机的经济性能和排放性能,开展了燃油系统多参数优化试验;利用AVL FIRE软件对试验得到的经济性最优匹配参数下的柴油机高压工作过程进行了仿真计算;通过对燃烧室内三位流场的分析,提供进一步提高喷油压力和修改燃烧室形状的方案;再利用仿真计算得到喷油压力进一步提高后较优的燃烧室匹配方案。研究结果表明:喷油压力提高后,柴油机总体性能提高;为适应喷油压力的提高,燃烧室的深度和开口直径分别应该减小和增加,但燃烧室的深度太浅会造成燃烧不完全,导致油耗率上升。研究结果为该柴油机的燃烧系统改进提供了理论依据。 展开更多

关键词 柴油机 性能 喷油压力 燃烧室形态 仿真

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高喷油压力下双层分流燃烧室性能的研究 被引量：10

12

作者 付垚 冯立岩 +2 位作者 田华 隆武强 冷先银 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期318-324,共7页

为研究喷油正时和喷油压力及双层分流燃烧室型线对柴油机缸内油气混合和性能的影响,本文应用AVL Fire对采用2种双层分流燃烧室、不同喷油参数条件下的单缸135柴油机额定工况进行了模拟计算。结果表明:提高喷油压力扩大了燃油分布范围,... 为研究喷油正时和喷油压力及双层分流燃烧室型线对柴油机缸内油气混合和性能的影响,本文应用AVL Fire对采用2种双层分流燃烧室、不同喷油参数条件下的单缸135柴油机额定工况进行了模拟计算。结果表明:提高喷油压力扩大了燃油分布范围,提高了双层分流燃烧室近气缸壁顶隙空间的利用率;提前喷油正时使更多的燃油喷雾进入上层燃烧空间;较大的上层燃烧空间和喉口直径有利于燃油扩散和顶隙空间的利用以及改善柴油机性能;相较于A型双层分流燃烧室,B型双层分流燃烧室的燃油经济性好,污染物排放少。 展开更多

关键词 柴油机 燃烧室设计 双层分流燃烧室 油气混合 燃烧 速度场 性能 数值模拟

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柴油机分卷流燃烧系统燃烧和排放性能试验研究 被引量：2

13

作者 周海琴 李向荣 +4 位作者 王 陈彦林 康与宁 刘栋 刘福水 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期29-35,共7页

为了提高柴油机燃烧室的油气混合性能、降低燃油消耗率和碳烟排放,该文提出了柴油机分卷流燃烧系统。利用单缸机试验系统和仿真计算分析了分卷流燃烧系统在不同工况下的燃烧和排放性能。单缸机试验结果表明:在各试验工况下,分卷流燃烧... 为了提高柴油机燃烧室的油气混合性能、降低燃油消耗率和碳烟排放,该文提出了柴油机分卷流燃烧系统。利用单缸机试验系统和仿真计算分析了分卷流燃烧系统在不同工况下的燃烧和排放性能。单缸机试验结果表明:在各试验工况下,分卷流燃烧系统燃油消耗率均比双卷流燃烧系统低,油耗最大降幅为5.41%,碳烟排放最大降幅为20.48%。仿真计算表明分卷流燃烧系统当量比为0.66到2区间内的燃油比例较高,当量比大于2的燃油比例较低,分卷流燃烧系统缸内当量比分布均匀,因而油耗降低,热效率提高,碳烟生成较少。分卷流燃烧系统对于推动柴油机节能减排有着重要的意义。 展开更多

关键词 柴油机 仿真 分卷流燃烧系统 燃烧性能 碳烟排放 单缸机

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基于AVL-FIRE的生物柴油/正丁醇混合燃料燃烧与排放特性仿真分析 被引量：4

14

作者 吉鹏 耿莉敏 +4 位作者 王燕娟 陈阳 徐博健 毕磊超 李妍 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期202-209,共8页

【目的】研究生物柴油-正丁醇混合燃料的燃烧与排放特性.【方法】基于AVL-FIRE燃烧仿真软件对BD100、BD90N10、BD70N303种不同掺混比的生物柴油-正丁醇混合燃料进行缸内燃烧仿真与分析,对比3种不同燃料的缸内压力,温度分布,NOx和soot排... 【目的】研究生物柴油-正丁醇混合燃料的燃烧与排放特性.【方法】基于AVL-FIRE燃烧仿真软件对BD100、BD90N10、BD70N303种不同掺混比的生物柴油-正丁醇混合燃料进行缸内燃烧仿真与分析,对比3种不同燃料的缸内压力,温度分布,NOx和soot排放.【结果】在发动机1400r/min,小负荷工况下运行且循环喷油量一定时,随着混合燃料中正丁醇掺混比的增大,缸内最大爆发压力减小,但峰值都出现在7°CA附近;缸内温度略有降低.由于正丁醇汽化潜热大,导致缸内混合气温度降低,因此随着正丁醇掺混比的增大,混合燃料的氮氧化物排放降低;正丁醇的高含氧量能够使混合燃料的碳烟排放降低.【结论】随着正丁醇掺混比的增大,缸内最大爆发压力减小;缸内温度略有降低. 展开更多

关键词 柴油机 生物柴油 正丁醇 燃烧特性 排放特性 模拟仿真

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米勒循环对增压直喷汽油机燃烧性能影响的模拟研究 被引量：5

15

作者 张国刚 王斌 《车用发动机》 北大核心 2021年第6期59-65,共7页

米勒循环通过改变配气策略实现膨胀比大于实际压缩比的效果,从而提高发动机的热效率并降低燃油消耗率,因此被认为是改善小型GDI发动机燃油经济性的重要途径之一。然而,关于米勒循环对汽油机燃烧性能影响的微观机制并不明确,因此利用一... 米勒循环通过改变配气策略实现膨胀比大于实际压缩比的效果,从而提高发动机的热效率并降低燃油消耗率,因此被认为是改善小型GDI发动机燃油经济性的重要途径之一。然而,关于米勒循环对汽油机燃烧性能影响的微观机制并不明确,因此利用一维仿真软件GT-POWER和三维CFD软件CONVERGE,针对不同米勒循环策略对GDI发动机的进气以及缸内燃烧过程的影响进行了数值模拟研究。结果表明:在中低转速时,进气门早关策略在改善发动机燃油经济性方面要优于进气门晚关策略,同时不会对扭矩造成太大的负面影响;而进气门晚关能够显著提高燃烧过程中的缸内湍动能,增强油气混合过程。此外,在着火后,进气门晚关的缸内整体温度比进气门早关的低,同时高温区域较小,因此在抑制发动机爆震方面的能力要优于进气门早关策略。 展开更多

关键词 米勒循环 直喷式汽油机 仿真 燃烧性能

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基于替代燃料的燃料电池内燃机混合动力系统方案探讨与性能浅析 被引量：1

16

作者 李成杰 王紫璇 +4 位作者 李博 马松松 郭发福 刘禾 秦江 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1146-1153,共8页

通过平衡燃料电池和内燃机的优劣势,构建了由燃料电池和内燃机组成的基于替代燃料(氢气、天然气、甲醇、液氨)的混合动力系统,分析了不同系统的发电性能,评估了其技术实现难易程度。结果表明:质子交换膜燃料电池内燃机混合动力系统中,... 通过平衡燃料电池和内燃机的优劣势,构建了由燃料电池和内燃机组成的基于替代燃料(氢气、天然气、甲醇、液氨)的混合动力系统,分析了不同系统的发电性能,评估了其技术实现难易程度。结果表明:质子交换膜燃料电池内燃机混合动力系统中,当质子交换膜燃料电池和内燃机燃料流量相同时,该工况下系统的发电效率可达到40%以上;以甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池内燃机混合动力系统的发电效率最高,达到了62.24%,以液氨为燃料的固体氧化物燃料电池燃料消耗率最低,为313.04 g/(kW·h)。 展开更多

关键词 燃料电池 内燃机 混合动力系统 替代燃料 发电性能 数值仿真

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螺旋气门的结构优化及对无节气门汽油机燃烧性能的影响

17

作者 韩康 常英杰 +3 位作者 谢宗法 房佩鸽 张晋群 张坤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期27-33,26,共8页

由于进气方式的改变,气道喷射式无节气门汽油机中小负荷时泵气损失显著降低,但燃烧性能却明显恶化。为改善其燃烧性能,本文中设计了一种在进气过程中能产生较强进气涡流的螺旋气门,并使用仿真软件STAR-CCM+对螺旋气门的主要结构参数进... 由于进气方式的改变,气道喷射式无节气门汽油机中小负荷时泵气损失显著降低,但燃烧性能却明显恶化。为改善其燃烧性能,本文中设计了一种在进气过程中能产生较强进气涡流的螺旋气门,并使用仿真软件STAR-CCM+对螺旋气门的主要结构参数进行了优化。在稳流气道试验台上测量其进气涡流比和流量系数,证明该螺旋气门在开启升程较小时能产生强烈的进气涡流,对改善无节气门汽油机在中小负荷时的缸内进气流动状态和油气混合十分有利。将该螺旋气门安装在一台装载有全可变液压气门机构的无节气门汽油机上,试验结果表明:螺旋气门产生的进气涡流显著提高了无节气门汽油机中小负荷工况下燃烧速率、降低了循环波动,使燃油经济性能得到明显改善。 展开更多

关键词 无节气门汽油机 螺旋气门 涡流比 仿真计算 燃烧性能

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RBCC发动机不同构型隔离段流场仿真 被引量：2

18

作者 王壮 李钰航 +1 位作者 张蒙正 南向军 《火箭推进》 CAS 2023年第6期82-89,共8页

为探究椭圆微扩和异形变截面这两种结构隔离段对RBCC发动机推力性能的影响,以某构型RBCC发动机试验件为研究对象,对比了地面试验与数值模拟发动机下壁面中心线上的静压分布,验证了数值模拟结果的准确性。在来流马赫数为3、余气系数为1.... 为探究椭圆微扩和异形变截面这两种结构隔离段对RBCC发动机推力性能的影响,以某构型RBCC发动机试验件为研究对象,对比了地面试验与数值模拟发动机下壁面中心线上的静压分布,验证了数值模拟结果的准确性。在来流马赫数为3、余气系数为1.5的工况下,通过数值模拟对两种隔离段构型下RBCC发动机燃烧室内的流动燃烧过程及发动机的推力性能进行了对比分析。结果表明:异形变截面隔离段的抗反压性能明显低于椭圆微扩隔离段;当燃料释热较为集中,燃烧室内压升比相对较大时,异形变截面隔离段的下壁面处会产生较大的流动分离区,且一直向下游延伸,进入燃烧室,使得燃烧室入口的流场均匀性较差,从而降低发动机的推力性能。 展开更多

关键词 RBCC发动机 隔离段 煤油燃烧 数值模拟 发动机性能

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固体火箭冲压发动机一体化燃烧特性数值分析

19

作者 冯钦 林智 +1 位作者 邵博 王纪林 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第17期7197-7205,共9页

为研究固体火箭冲压发动机性能,采用计算流体力学方法对包含进气道及补燃室的一体化燃烧流场进行数值分析,研究可燃燃气进口条件、飞行攻角以及进气道与补燃室过渡连接方案对补燃室掺混燃烧的影响。研究结果表明:燃气流量为0.08 kg/s时... 为研究固体火箭冲压发动机性能,采用计算流体力学方法对包含进气道及补燃室的一体化燃烧流场进行数值分析,研究可燃燃气进口条件、飞行攻角以及进气道与补燃室过渡连接方案对补燃室掺混燃烧的影响。研究结果表明:燃气流量为0.08 kg/s时,燃气射流出现偏移,补燃室两侧壁面温度相差较大,燃气流量为0.3 kg/s时,燃气偏移现象基本消失;随着燃气流量增大,发动机推力增加;攻角增大使得进气道流量系数增大,强化空气与燃气混合燃烧效果,并最终提升发动机推力。进气道与补燃室的过渡连接方式影响进气角度,通过改变过渡连接方式将进气角度从50°增加至90°后,燃气流量为0.3 kg/s时,发动机推力提高10%,但会导致补燃室总压损失增大,发动机比冲降低2%。 展开更多

关键词 固体火箭冲压发动机 数值模拟 一体化 补燃室 发动机性能

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