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基于立方型气体状态方程的激波风洞准一维流动数值研究
1
作者
张洲铭
李贤
+3 位作者
朱雨建
李祝飞
龚红明
罗喜胜
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期99-115,共17页
采用基于立方型气体状态方程的准一维流动数值模拟方法研究了反射式高焓激波风洞的真实气体流动,重点关注了高压真实气体效应对风洞全场流动时空结构和驻室区气流参数的影响,并以理论分析揭示了高压真实气体效应对激波管内流动的作用机...
采用基于立方型气体状态方程的准一维流动数值模拟方法研究了反射式高焓激波风洞的真实气体流动,重点关注了高压真实气体效应对风洞全场流动时空结构和驻室区气流参数的影响,并以理论分析揭示了高压真实气体效应对激波管内流动的作用机理。研究表明:对于以冷高压气体驱动的激波风洞,使用考虑分子体积和分子间作用力的真实气体状态方程能够更准确地描述气体的状态和风洞内的流动状况。高压真实气体效应主要在冷驱动气体中发生作用,其作用效果主要是使当地声速增大,从而使得入射稀疏波和反射稀疏波的传播速度加快;另一方面,高压气体效应在高温气体效应较显著的被驱动气体中作用微弱,且对激波管产生激波的强度和激波后的流动状态影响甚微。稀疏波的加快传播改变了激波管波系的相干时空关系。提前抵达的稀疏波可在一定情况下侵蚀激波风洞的有效试验时间。对于所测试的激波风洞构型,在150 MPa氢气驱动110 kPa氮气的工况下,高压效应导致的有效试验时间缩短约38%。适当加长驱动段长度和采用高温气体驱动均可有效减弱高压真实气体效应的影响。
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关键词
激波风洞
高压真实气体效应
立方型气体状态方程
准一维数值模拟
有效试验时间
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职称材料
两种燃烧加热风洞参数匹配方案的比较
被引量：
5
2
作者
刘坤伟
朱雨建
+2 位作者
杨基明
毛雄兵
吴颖川
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1226-1234,共9页
燃烧加热风洞中的地面高超声速试验通常模拟真实飞行状态下的静温,静压,马赫数(TPM)或总焓,动压,马赫数(h0QM)。为弄清气流参数匹配方式对发动机性能的影响及其机理,基于准一维带化学反应数值模拟对这两种典型匹配方案获得可靠的燃烧室...
燃烧加热风洞中的地面高超声速试验通常模拟真实飞行状态下的静温,静压,马赫数(TPM)或总焓,动压,马赫数(h0QM)。为弄清气流参数匹配方式对发动机性能的影响及其机理,基于准一维带化学反应数值模拟对这两种典型匹配方案获得可靠的燃烧室压力分布与发动机推力及比冲的能力进行了比较。结果表明,对于氢燃料加热气流,若燃烧室内未出现明显的局部热壅塞引起的激波结构,TPM匹配方案能较好模拟纯空气流动当量比相同时的压力分布;h0QM匹配方案则能更好模拟燃料量相同的情况;对于模拟燃烧室热壅塞效应,h0QM匹配方案表现更好。从模拟发动机推力的角度来说,两种匹配方案均可通过调整燃油量达到与纯空气结果的较好契合,不管燃烧室内是否出现壅塞激波结构;从模拟燃料比冲的角度来说,则h0QM匹配方案更可靠。燃烧释热比不同是导致两种匹配方案表现不同的关键原因。对于酒精燃料加热气流,两种匹配方案下发动机性能相仿;但此时污染效应更强,给优化匹配方案以准确模拟发动机性能带来更多挑战。
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关键词
燃烧加热风洞
污染
匹配方案
准一维数值模拟
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职称材料
题名
基于立方型气体状态方程的激波风洞准一维流动数值研究
1
作者
张洲铭
李贤
朱雨建
李祝飞
龚红明
罗喜胜
机构
中国科学技术大学近代力学系
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室
中国科学院力学研究所
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期99-115,共17页
基金
国家自然科学基金(12172354,U21B6003)。
文摘
采用基于立方型气体状态方程的准一维流动数值模拟方法研究了反射式高焓激波风洞的真实气体流动,重点关注了高压真实气体效应对风洞全场流动时空结构和驻室区气流参数的影响,并以理论分析揭示了高压真实气体效应对激波管内流动的作用机理。研究表明:对于以冷高压气体驱动的激波风洞,使用考虑分子体积和分子间作用力的真实气体状态方程能够更准确地描述气体的状态和风洞内的流动状况。高压真实气体效应主要在冷驱动气体中发生作用,其作用效果主要是使当地声速增大,从而使得入射稀疏波和反射稀疏波的传播速度加快;另一方面,高压气体效应在高温气体效应较显著的被驱动气体中作用微弱,且对激波管产生激波的强度和激波后的流动状态影响甚微。稀疏波的加快传播改变了激波管波系的相干时空关系。提前抵达的稀疏波可在一定情况下侵蚀激波风洞的有效试验时间。对于所测试的激波风洞构型,在150 MPa氢气驱动110 kPa氮气的工况下,高压效应导致的有效试验时间缩短约38%。适当加长驱动段长度和采用高温气体驱动均可有效减弱高压真实气体效应的影响。
关键词
激波风洞
高压真实气体效应
立方型气体状态方程
准一维数值模拟
有效试验时间
Keywords
shock tunnel
high-pressure gas effect
cubic equation of state
quasi-one-dimensional simulation
effective test time
分类号
O354.7 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
两种燃烧加热风洞参数匹配方案的比较
被引量：
5
2
作者
刘坤伟
朱雨建
杨基明
毛雄兵
吴颖川
机构
中国科学技术大学近代力学系
中国空气动力研究与发展中心
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1226-1234,共9页
基金
国家自然科学基金(11132010
11402263)
文摘
燃烧加热风洞中的地面高超声速试验通常模拟真实飞行状态下的静温,静压,马赫数(TPM)或总焓,动压,马赫数(h0QM)。为弄清气流参数匹配方式对发动机性能的影响及其机理,基于准一维带化学反应数值模拟对这两种典型匹配方案获得可靠的燃烧室压力分布与发动机推力及比冲的能力进行了比较。结果表明,对于氢燃料加热气流,若燃烧室内未出现明显的局部热壅塞引起的激波结构,TPM匹配方案能较好模拟纯空气流动当量比相同时的压力分布;h0QM匹配方案则能更好模拟燃料量相同的情况;对于模拟燃烧室热壅塞效应,h0QM匹配方案表现更好。从模拟发动机推力的角度来说,两种匹配方案均可通过调整燃油量达到与纯空气结果的较好契合,不管燃烧室内是否出现壅塞激波结构;从模拟燃料比冲的角度来说,则h0QM匹配方案更可靠。燃烧释热比不同是导致两种匹配方案表现不同的关键原因。对于酒精燃料加热气流,两种匹配方案下发动机性能相仿;但此时污染效应更强,给优化匹配方案以准确模拟发动机性能带来更多挑战。
关键词
燃烧加热风洞
污染
匹配方案
准一维数值模拟
Keywords
Combustion wind tunnel
Vitiation
Matching scheme
Quasi-one-dimensional numerical simulation
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V211.74 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于立方型气体状态方程的激波风洞准一维流动数值研究
张洲铭
李贤
朱雨建
李祝飞
龚红明
罗喜胜
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
两种燃烧加热风洞参数匹配方案的比较
刘坤伟
朱雨建
杨基明
毛雄兵
吴颖川
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
5
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