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超燃冲压发动机凹腔火焰稳定器阻力分析 被引量：3
1
作者 潘余 丁猛 +2 位作者 梁剑寒 刘卫东 王振国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期518-522,共5页
为了研究凹腔火焰稳定器在超燃冲压发动机燃烧室内的阻力情况,采用了试验和数值仿真的方法,结合已有的研究结果、纹影图像和阻力测量等进行了分析。结果表明:在冷流中凹腔阻力受自由剪切层与后壁作用情况决定,来流总压高,作用面积大,凹... 为了研究凹腔火焰稳定器在超燃冲压发动机燃烧室内的阻力情况,采用了试验和数值仿真的方法,结合已有的研究结果、纹影图像和阻力测量等进行了分析。结果表明:在冷流中凹腔阻力受自由剪切层与后壁作用情况决定,来流总压高,作用面积大,凹腔阻力大;在反应流中,凹腔阻力小于冷流阻力,在高当量比条件下凹腔可能产生正推力;凹腔附近最强燃烧放热区对凹腔阻力影响较大,当最强放热区分布在凹腔前壁附近时凹腔可能产生推力;当最强燃烧放热区分布在凹腔后壁时,凹腔可能产生阻力。 展开更多
关键词 超声速燃烧冲压发动机 凹腔火焰稳定器 凹腔阻力 纹影
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并联凹腔火焰稳定器超声速燃烧特性实验研究 被引量：2
2
作者 钟战 王振国 孙明波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1008-1014,共7页
为研究并联凹腔火焰稳定器的超声速燃烧特性,通过在凹腔上游喷注乙烯,采用单边扩张型燃烧室在当量比φ=0.43-1.07内进行了一系列直连式燃烧试验。模型燃烧室入口参数为Ma=3.46,总温Tt=1430K。基于燃烧室壁面静压分布、推力增益、燃料比... 为研究并联凹腔火焰稳定器的超声速燃烧特性,通过在凹腔上游喷注乙烯,采用单边扩张型燃烧室在当量比φ=0.43-1.07内进行了一系列直连式燃烧试验。模型燃烧室入口参数为Ma=3.46,总温Tt=1430K。基于燃烧室壁面静压分布、推力增益、燃料比冲和燃烧流场的可见光与纹影图像分析了并联凹腔在不同当量比下的火焰结构、流场特征和燃烧性能。结果表明,上、下壁面凹腔附近的流动条件差异显著,燃烧过程与当地流动条件之间的强烈耦合作用使得燃烧室内火焰分布显著不对称。发动机燃烧性能对当量比十分敏感,壁面静压水平和推力增益随当量比增加持续升高,但φ=0.43-0.62时的增加速率远大于φ=0.76-1.07时的。φ=0.43-0.62时,燃料比冲和燃烧效率随当量比增加而升高;而φ=0.76-1.07时,燃料比冲和燃烧效率随当量比增加而降低。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 并联凹腔火焰稳定器 非对称火焰 燃烧特性 乙烯
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激波对凹腔火焰稳定器流场影响 被引量：2
3
作者 潘余 王振国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期417-421,共5页
为揭示激波对超声速流中凹腔流场的影响规律,在超声速流中利用长9 mm,坡度为23°的斜坡产生激波。组合利用高速摄影仪和纹影仪,采用碘钨灯、连续激光和脉冲激光作为光源,摄像曝光时间分别为1 m s,8 us,8 ns,获得了斜坡激波入射在单... 为揭示激波对超声速流中凹腔流场的影响规律,在超声速流中利用长9 mm,坡度为23°的斜坡产生激波。组合利用高速摄影仪和纹影仪,采用碘钨灯、连续激光和脉冲激光作为光源,摄像曝光时间分别为1 m s,8 us,8 ns,获得了斜坡激波入射在单个凹腔中部、中后部和后部,以及激波入射在不同构型凹腔相同位置的流场纹影图像。结果表明,凹腔自由剪切层在受到激波撞击后,在入射点前会发生弯曲而偏向主流,在入射点后加速发展和破碎;激波入射点靠近前沿则引起凹腔前沿激波的增强,靠近凹腔后沿导致再附激波减弱。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 凹腔火焰稳定器 激波 纹影
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凹腔火焰稳定器布置方式对超声速燃烧点火的影响 被引量：1
4
作者 潘余 刘卫东 王振国 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期135-138,共4页
在来流马赫数2.64、总温1300K、静压83.3kPa的条件下,通过在燃烧室内安装不同数目的凹腔火焰稳定器来改变燃烧室构型,研究了火花塞点燃氢气、氢气引导火焰点燃煤油、煤油和氢气燃烧火焰点燃更多煤油和煤油稳定燃烧过程。结果表明,小扩... 在来流马赫数2.64、总温1300K、静压83.3kPa的条件下,通过在燃烧室内安装不同数目的凹腔火焰稳定器来改变燃烧室构型,研究了火花塞点燃氢气、氢气引导火焰点燃煤油、煤油和氢气燃烧火焰点燃更多煤油和煤油稳定燃烧过程。结果表明,小扩张角段更易实现点火;异侧布置的两个凹腔,即使一侧凹腔上未喷射燃料,也具有增强点火和火焰稳定作用;同侧布置两凹腔距离过近不利于点火;燃料着火能力随凹腔数目的增多而增强。 展开更多
关键词 超声速燃烧冲压发动机 点火 燃烧室构型 凹腔火焰稳定器
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燃烧室V形槽-凹腔组合稳定器结构参数对点、熄火性能影响试验
5
作者 缪雪卉 胡斌 +3 位作者 石强 曾文 张德胜 赵庆军 《航空发动机》 北大核心 2025年第5期50-56,共7页
为满足空气涡轮火箭(ATR)发动机加力燃烧室高性能燃烧需求,通过高速相机和激光点火试验对ATR发动机加力燃烧室不同V形槽-凹腔组合火焰稳定器结构的点、熄火过程进行探究,并通过点、熄火试验分析了不同速度下V形槽-凹腔组合稳定器点、熄... 为满足空气涡轮火箭(ATR)发动机加力燃烧室高性能燃烧需求,通过高速相机和激光点火试验对ATR发动机加力燃烧室不同V形槽-凹腔组合火焰稳定器结构的点、熄火过程进行探究,并通过点、熄火试验分析了不同速度下V形槽-凹腔组合稳定器点、熄火边界的变化规律。结果表明:在凹腔后壁面附近,通过激光点火形成的初始火核受到湍流涡团以及燃油分布的影响会在凹腔内向上游传播,最终稳定在蒸发管排气口附近并引燃整个燃烧室;在稳定工作状态下,受到V形槽下游流场与凹腔内流场湍流交换的影响,V形槽下游存在稳定燃烧,随着油气比逐渐降低,V形槽下游的燃烧区域减小,在近熄火工况,燃烧区仅存在于凹腔内部;槽宽为30 mm的组合稳定器的点、熄火边界随着来流速度的加快缓慢增大;槽宽为20 mm的组合稳定器的点、熄火边界随着来流速度加快呈现先增大后减小的趋势;15°V形槽后掠角组合稳定器的点熄火边界要略高于0°V形槽的。 展开更多
关键词 V形槽-凹腔组合火焰稳定器 点火传焰过程 熄火过程 点、熄火边界 加力燃烧室 空气涡轮火箭发动机
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超声速燃烧火焰稳定凹腔质量交换特性的数值研究 被引量：9
6
作者 孙明波 梁剑寒 王振国 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期188-194,共7页
对超声速冷流条件下用于超燃冲压发动机的凹腔火焰稳定器的质量交换特性进行研究．采用混合RANS／LES方法对非定常流场进行数值模拟,考虑了凹腔的长深比和后缘角度两个关键参数．计算得到了凹腔剪切层拟序结构的演化过程．对凹腔压力振... 对超声速冷流条件下用于超燃冲压发动机的凹腔火焰稳定器的质量交换特性进行研究．采用混合RANS／LES方法对非定常流场进行数值模拟,考虑了凹腔的长深比和后缘角度两个关键参数．计算得到了凹腔剪切层拟序结构的演化过程．对凹腔压力振荡历程进行幅频分析,所得到的频率和理论分析结果及一些计算结果十分吻合．结果表明,凹腔的长深比和后缘倾角对凹腔质量交换过程都有较大的影响．凹腔驻留时间随着长深比的增加而增加．随着后缘倾角减小,长深比较小的凹腔的驻留时间增加,长深比较大的凹腔则完全相反．该计算结果为凹腔设计提供了新认识． 展开更多
关键词 凹腔火焰稳定器 超声速燃烧 混合RANS/LES 凹腔驻留时间
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凹腔底壁喷射位置的数值模拟与试验 被引量：2
7
作者 杨阳 韦宝禧 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期418-423,共6页
为探究凹腔底壁不同喷射位置对碳氢燃料的燃烧性能的影响,在直联式超燃试验台上进行了凹腔底壁不同喷射位置的气态燃料(乙烯)、液态燃料(煤油)以及气泡雾化煤油(起泡气体为氢气、空气、氮气)的超声速燃烧试验。并针对凹腔底壁不同位置... 为探究凹腔底壁不同喷射位置对碳氢燃料的燃烧性能的影响,在直联式超燃试验台上进行了凹腔底壁不同喷射位置的气态燃料(乙烯)、液态燃料(煤油)以及气泡雾化煤油(起泡气体为氢气、空气、氮气)的超声速燃烧试验。并针对凹腔底壁不同位置喷乙烯进行了数值仿真。通过分析燃烧室壁面压力与数值模拟结果得到:凹腔底壁不同喷射位置对气态燃料的点火性能影响不大,燃烧性能随喷点位置的后移下降。煤油通过靠近凹腔前缘的喷孔喷入可顺利点火,而通过靠近后缘的喷孔无法实现点火。应用氢气作为起泡气体的气泡雾化喷嘴后,实现了所有喷点的点火,但随着喷点位置的后移,煤油的燃烧性能下降。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 超声速燃烧 凹腔火焰稳定器 气泡雾化 试验研究
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支板-凹腔组合结构对煤油混合的数值分析 被引量：1
8
作者 王宏宇 高峰 王应洋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期99-102,共4页
为研究超声速燃烧室的混合特性,采用离散相模型对带有支板-凹腔组合结构的煤油超燃冲压发动机燃烧室进行了数值模拟,分析了凹腔长深比和凹腔后缘倾角变化对煤油混合特性的影响。计算结果表明,大长深比的凹腔构型增大了燃料的穿透深度,... 为研究超声速燃烧室的混合特性,采用离散相模型对带有支板-凹腔组合结构的煤油超燃冲压发动机燃烧室进行了数值模拟,分析了凹腔长深比和凹腔后缘倾角变化对煤油混合特性的影响。计算结果表明,大长深比的凹腔构型增大了燃料的穿透深度,拓宽了煤油与空气的接触面积,从而使混合效率增加。后缘倾角为30°的凹腔较后缘倾角为45°的凹腔更容易卷吸主流中的燃料,增加燃料与凹腔内气体的质量交换。 展开更多
关键词 超声速燃烧室 支板-凹腔火焰稳定器 混合效率 数值模拟
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两种优化组合式燃料喷注方案的凹腔稳焰特性实验研究 被引量：3
9
作者 李凡 汪洪波 +4 位作者 孙明波 蔡尊 孙永超 黄玉辉 朱家健 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期152-159,共8页
在马赫数2.0,总压0.98 MPa和总温920 K的超声速来流条件下,针对现有常见的凹腔组合式燃料喷注方案出现的燃烧不稳定和火焰吹熄现象,通过改变凹腔上游壁面双路燃料喷注的位置,设计了两种优化的凹腔组合式喷注方案,并对不同燃料喷注方案... 在马赫数2.0,总压0.98 MPa和总温920 K的超声速来流条件下,针对现有常见的凹腔组合式燃料喷注方案出现的燃烧不稳定和火焰吹熄现象,通过改变凹腔上游壁面双路燃料喷注的位置,设计了两种优化的凹腔组合式喷注方案,并对不同燃料喷注方案下的火焰稳定过程进行研究。通过高速摄影和CH*基自发辐射成像技术,详细观测了后缘突扩凹腔燃烧室中乙烯火焰传播过程。研究表明,原始的喷注方案容易发生火焰振荡,并伴随着火焰回传现象以燃烧模式的转换;当量比超过0.3时,就难以实现稳定燃烧,并出现火焰吹熄现象。两种改进的喷注方案均能增强燃料射流与凹腔的相互作用,可在更宽燃料喷注当量比范围内维持火焰不被吹熄。相比于增加上游喷注与凹腔前缘距离的喷注方案而言,增加双路燃料喷注之间距离的喷注方案的稳焰效果更好,燃烧反应区也更加靠近凹腔前缘,燃烧释热也更强。这种喷注方案可为超燃冲压发动机燃烧室中凹腔燃料喷注方案的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 超声速燃烧 燃料喷注 凹腔火焰稳定器 燃烧不稳定 燃烧释热 火焰振荡
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旁侧进气凹腔燃烧室三维流场对比分析研究
10
作者 郑旭阳 刘赛华 《弹箭与制导学报》 北大核心 2022年第2期37-41,共5页
针对冲压发动机双下侧90°进气的旁侧进气突扩燃烧室,加入凹腔(360°圆周)形成组合火焰稳定器,得到旁侧进气突扩凹腔燃烧室方案Ⅰ;基于方案Ⅰ将360°圆周改为270°圆周的凹腔,得到方案Ⅱ。采用三维两相数值计算方法,针... 针对冲压发动机双下侧90°进气的旁侧进气突扩燃烧室,加入凹腔(360°圆周)形成组合火焰稳定器,得到旁侧进气突扩凹腔燃烧室方案Ⅰ;基于方案Ⅰ将360°圆周改为270°圆周的凹腔,得到方案Ⅱ。采用三维两相数值计算方法,针对两种燃烧室方案进行了设计点Ma 4.5,海拔高度26 km条件下的仿真计算,给出了燃烧室性能参数,同时对燃烧室的马赫数、静温、静压和涡结构分布等进行了对比分析。结果表明:凹腔火焰稳定器能够促进气流周向运动,提高燃料驻留时间,有利于气流与燃料掺混;凹腔对燃烧室入口上游流场影响较小,对凹腔段及燃烧室下游流场影响较大;燃烧趋向中心燃烧,近壁面沿径向存在温度梯度,合理利用有利于热防护。 展开更多
关键词 冲压发动机 旁侧进气燃烧室 凹腔火焰稳定器 三维数值模拟 航空发动机
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