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单头部模型燃烧室滑动弧等离子体点火数值仿真研究
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作者 陈威 陈一 +5 位作者 屈美娇 胡长淮 朱益飞 张祥 汤朝伟 侯豪豪 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期21-27,共7页
针对航空发动机燃烧室内滑动弧等离子体点火的特性,采用数值模拟的方法对航空发动机单头部模型燃烧室进行滑动弧等离子体点火研究,将滑动弧等离子体简化为动态热源,并将滑动弧等离子体点火与电火花点火对比,归纳2种点火方式下燃烧室点... 针对航空发动机燃烧室内滑动弧等离子体点火的特性,采用数值模拟的方法对航空发动机单头部模型燃烧室进行滑动弧等离子体点火研究,将滑动弧等离子体简化为动态热源,并将滑动弧等离子体点火与电火花点火对比,归纳2种点火方式下燃烧室点火过程中温度分布与火焰演化的规律,总结滑动弧等离子体点火的特性。计算结果表明,电火花点火和滑动弧等离子体点火2种点火方式所能达到的平均温度峰值基本相同。在滑动弧等离子体点火过程中,放电功率为200 W、空气流量为25 m^(3)/h条件下,余气系数为1时,着火延迟时间为224.6 ms;余气系数为2时,着火延迟时间为324.9 ms;余气系数为4时,着火延迟时间为878.7 ms。另外,在放电功率为200 W、余气系数为1的条件下,当空气流量为15 m^(3)/h时,着火延迟时间为194.8 ms;空气流量为35 m^(3)/h时,着火延迟时间为298.9 ms。结果表明着火延迟时间随着余气系数、空气流量的增大而增长。 展开更多
关键词 单头部模型燃烧室 航空发动机 滑动弧等离子体 点火 数值模拟
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模型燃烧室冷态流场的数值研究
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作者 贾少波 黄洁 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1991年第5期479-484,共6页
本文采用α-ε湍流模型对模型燃烧室内湍流冷态流场进行了数值分析.采用混合差分格式和SNIP方法进行数值求解.得到了燃烧室内回流区再附长度及速度分布的数值解.计算结果与有关文献的实验数据吻合较好.本文的工作可以作为建立突扩型燃... 本文采用α-ε湍流模型对模型燃烧室内湍流冷态流场进行了数值分析.采用混合差分格式和SNIP方法进行数值求解.得到了燃烧室内回流区再附长度及速度分布的数值解.计算结果与有关文献的实验数据吻合较好.本文的工作可以作为建立突扩型燃烧室计算模型的基础. 展开更多
关键词 模型燃烧室 湍流 冷态流场
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环形模型燃烧室燃烧不稳定模态实验研究 被引量:2
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作者 柳伟杰 薛然然 +3 位作者 张良 苏贺 杨谦 王慧汝 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期581-588,共8页
针对环形模型燃烧室燃烧不稳定模态开展实验测量研究,对燃烧室内的压力脉动及不稳定模态进行识别分析,探讨了当量比和周向火焰个数对燃烧不稳定模态和模态转变的影响规律.实验结果表明,环形模型燃烧室所有喷嘴均工作时,燃烧室内同时存... 针对环形模型燃烧室燃烧不稳定模态开展实验测量研究,对燃烧室内的压力脉动及不稳定模态进行识别分析,探讨了当量比和周向火焰个数对燃烧不稳定模态和模态转变的影响规律.实验结果表明,环形模型燃烧室所有喷嘴均工作时,燃烧室内同时存在纵向模态和周向模态,且周向模态在驻波模态和旋转模态之间发生相互转变.当量比为0.72时燃烧室周向主导模态为负向旋转模态,其他当量比下为周向平均气流调制下的驻波模态.随着周向火焰个数的减少,环形模型燃烧室周向脉动幅值增加,脉动频率降低.不过周向火焰个数对周向脉动主导模态类型影响很小. 展开更多
关键词 环形模型燃烧室 燃烧不稳定性 旋转模态 驻波模态 旋转比
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航空发动机燃烧室光学可视模型试验件及其流场测量研究进展 被引量:5
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作者 王于蓝 范雄杰 +5 位作者 高伟 刘存喜 杨金虎 刘富强 穆勇 徐纲 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期18-33,共16页
航空发动机燃烧室内的燃烧组织是高温高压受限空间内多级旋流复杂流场结构的气动、燃油雾化、蒸发、油气混合和燃烧化学反应多场耦合过程,而其流场特性影响雾化和燃烧过程,从而对燃烧室的燃烧性能具有决定性影响。对燃烧室内复杂强旋流... 航空发动机燃烧室内的燃烧组织是高温高压受限空间内多级旋流复杂流场结构的气动、燃油雾化、蒸发、油气混合和燃烧化学反应多场耦合过程,而其流场特性影响雾化和燃烧过程,从而对燃烧室的燃烧性能具有决定性影响。对燃烧室内复杂强旋流流场组织机理的认识和高精度测试一直是发动机燃烧室研制过程中的难点之一。本文针对光学可视模型燃烧室试验件设计方法及典型发动机燃烧室的流场组织机理和特性进行总结,希望给发动机燃烧室研制过程中光学模型燃烧室试验件的设计提供一定的借鉴,深刻认识目前两类典型的传统旋流杯模型燃烧室和基于分区分级耦合燃烧技术的新型燃烧室的流场特性,促进航空发动机燃烧室的研制。 展开更多
关键词 航空发动机 旋流流场 流场结构 光学可视模型燃烧室试验件 光学诊断
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基于液滴高压蒸发理论的变时滞燃烧室动力学建模与研究
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作者 刘新林 龙相州 +2 位作者 李清廉 成鹏 陈兰伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期76-88,共13页
为实现燃烧室组件的精确建模及其动力学特性的仿真研究,以零维时滞燃烧室模型为基础,考虑燃烧室内喷射、雾化、蒸发、混合、化学反应过程,采用针栓喷注器SMD(Sauter Mean Diameter,索特尔平均直径)经验关联式以及液滴高压蒸发理论对液氧... 为实现燃烧室组件的精确建模及其动力学特性的仿真研究,以零维时滞燃烧室模型为基础,考虑燃烧室内喷射、雾化、蒸发、混合、化学反应过程,采用针栓喷注器SMD(Sauter Mean Diameter,索特尔平均直径)经验关联式以及液滴高压蒸发理论对液氧/甲烷推进剂组合的燃烧时滞进行求解,建立了基于液滴高压蒸发理论的变时滞燃烧室模型。基于1 kg/s级推力室开展热试车验证了变时滞燃烧室模型的准确性,结果表明:所建立的变时滞燃烧室模型可以较为准确地预测燃烧室的压力以及温度动态响应过程,与试验结果相比,稳态压力以及温度误差均在6%以内,压力参数动态响应时间的误差在14%以内,仿真结果具有较高的精度。基于变时滞燃烧室模型开展仿真研究,研究发现:液氧液滴初始粒径以及燃烧室温度作为影响液氧液滴寿命的主要因素,主导着液氧时滞的变化;变时滞模型可以根据工况参数动态计算推进剂燃烧时滞,启动初期喷注器雾化效果较差,液滴最大粒径达到800μm,且燃烧室温度低,进而导致燃烧时滞偏大,最大达到了1100 ms,约为稳定工作状态下燃烧时滞的40倍。本文所建立的变时滞燃烧室模型可根据工况参数对燃烧时滞进行动态计算,相较于传统时滞模型,其燃烧时滞的变化趋势更符合发动机实际工作过程,同时其室压的响应时间、稳态值也更接近实验值,该模型未来可为实际发动机时序设计等提供仿真支撑。 展开更多
关键词 液氧/甲烷发动机 燃烧室动力学模型 喷雾燃烧 液滴高压蒸发理论 时滞
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蒸发式稳定器燃烧不稳定性初步研究 被引量:3
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作者 付虓 郭志辉 杨甫江 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期269-275,共7页
对蒸发式火焰稳定器结构的模型燃烧室进行了燃烧不稳定性实验。实验中选取了3个当量比,分别为0.4545,0.5454,0.6363。每一个当量比中,值班级供油的比例从2%变化到36%,间隔为2%。利用动态压力传感器测量了不同当量比以及不同值班级供油... 对蒸发式火焰稳定器结构的模型燃烧室进行了燃烧不稳定性实验。实验中选取了3个当量比,分别为0.4545,0.5454,0.6363。每一个当量比中,值班级供油的比例从2%变化到36%,间隔为2%。利用动态压力传感器测量了不同当量比以及不同值班级供油比例时燃烧室内动态压力的频率和振幅。为了进行对比,在以上3个当量比时,也对普通V型稳定器进行了实验。结果显示,蒸发式稳定器激发了130Hz和203Hz两个不稳定模态。V型稳定器只激发了203Hz一个不稳定模态。总当量比不变时,随值班级供油比例的增加,除当量比0.6363工况的203Hz模态振幅呈现减小趋势,其他燃烧不稳定性模态的振幅均先增大后减小。对燃烧室进行了一维声学模态分析,130Hz和203Hz模态分别为系统的第2和第3阶纵向模态。 展开更多
关键词 蒸发式稳定器 燃烧不稳定性 模型燃烧室 值班级供油
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基于入射空气温度的无焰燃烧气动特性数值分析 被引量:3
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作者 刘喜岳 王力军 《沈阳航空航天大学学报》 2012年第2期9-13,共5页
提出了基于入射空气温度的无焰燃烧(AITFC)新型燃烧室,CFD数值研究了AITFC模型燃烧室内的流体流动结构。对头部引射混合区的引射混合、空气流量分配、回流区内气-雾滴颗粒两相流行为、以及尾部稀释区混合效应等气动特性的数值研究结果表... 提出了基于入射空气温度的无焰燃烧(AITFC)新型燃烧室,CFD数值研究了AITFC模型燃烧室内的流体流动结构。对头部引射混合区的引射混合、空气流量分配、回流区内气-雾滴颗粒两相流行为、以及尾部稀释区混合效应等气动特性的数值研究结果表明,所设计的新型模型燃烧室能满足组织AITFC无焰燃烧所需要的气动力学条件。研究结果符合相关的理论和规律。研究结果能为无焰燃烧技术应用于燃气轮机燃烧室设计提供参考价值。 展开更多
关键词 无焰燃烧 流动结构 数值计算 两相流 模型燃烧室
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航空煤油HiTAC燃烧特性的数值分析 被引量:1
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作者 刘喜岳 齐东东 +1 位作者 吴环云 王力军 《沈阳航空航天大学学报》 2012年第1期21-25,共5页
采用合理的气-雾两相流流动、混合、燃烧、传热和NOx生成数学模型,对模型燃烧室内航空煤油的高温空气燃烧(HiTAC)特性进行了CFD数值模拟。数值模拟结果表明:通过合理组织燃烧,能使航空煤油实现HiTAC燃烧特性。燃烧室内温度梯度明显降低... 采用合理的气-雾两相流流动、混合、燃烧、传热和NOx生成数学模型,对模型燃烧室内航空煤油的高温空气燃烧(HiTAC)特性进行了CFD数值模拟。数值模拟结果表明:通过合理组织燃烧,能使航空煤油实现HiTAC燃烧特性。燃烧室内温度梯度明显降低;燃烧温度场趋于均匀;有效降低污染物NOx的排放。计算结果与相同条件下的重油HiTAC燃烧试验结果有相同规律。 展开更多
关键词 航空煤油 高温空气燃烧 模型燃烧室 数值模拟 燃烧特性
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DMCP燃料机理及其在燃烧数值模拟中应用
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作者 董兆佳 王静波 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2023年第9期2191-2196,共6页
高能量密度燃料具有更高的体积热值,其机理研究对发动机燃烧过程模拟具有重要意义。针对火箭发动机使用的高能量密度燃料1,2-二环丙基-1-甲基环丙烷(DMCP),本文构建了其燃烧反应详细机理,并采用直接关系图法(DRG)以及基于DRG的敏感度分... 高能量密度燃料具有更高的体积热值,其机理研究对发动机燃烧过程模拟具有重要意义。针对火箭发动机使用的高能量密度燃料1,2-二环丙基-1-甲基环丙烷(DMCP),本文构建了其燃烧反应详细机理,并采用直接关系图法(DRG)以及基于DRG的敏感度分析方法(DRGASA),以燃料点火延迟时间为指标进行简化,得到了40物种133反应的简化机理。在当量比0.5-2.0,压力1.0-20.0 atm,温度900-1300 K的宽工况范围内,通过动力学模拟进行了简化机理的验证,点火延迟时间平均误差为12.59%,层流火焰速度平均误差为6.64%,表明简化机理的合理性。将该简化机理用于火箭发动机模型燃烧室的数值模拟,并与总包机理的数值模拟对比,结果表明高精度简化机理模拟的流场合理,而总包机理对温度的预测偏高,表明该简化机理可用于发动机燃烧模拟。 展开更多
关键词 高能量密度燃料 DMCP 反应机理 模型燃烧室 数值模拟
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超燃冲压发动机隔离段流场抗反压能力数值模拟 被引量:3
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作者 杨事民 唐豪 黄玥 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2008年第1期127-131,共5页
隔离段是双模态超燃冲压发动机实现双模态和模态转换的一个重要部件,同时,它把进气道和燃烧室隔离开,以防止燃烧室高压干扰进气道,引起进气道不启动。为了更清楚地捕捉流道内复杂激波链,本文使用三阶精度迎风MUSCL格式,K-湍流模型,对隔... 隔离段是双模态超燃冲压发动机实现双模态和模态转换的一个重要部件,同时,它把进气道和燃烧室隔离开,以防止燃烧室高压干扰进气道,引起进气道不启动。为了更清楚地捕捉流道内复杂激波链,本文使用三阶精度迎风MUSCL格式,K-湍流模型,对隔离段进行了数值计算。考虑到燃烧室的不同结构,本文主要针对几种燃烧室结构模型中隔离段抗反压能力进行了计算比较分析,特别是台阶结构可以有效的缓解燃烧室压力对隔离段的影响。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 隔离段 数值模拟 燃烧室模型 激波链
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超燃冲压发动机性能影响因素分析 被引量:3
11
作者 田宪科 唐硕 田宪长 《航空计算技术》 2015年第5期15-19,共5页
针对设计状态下超燃冲压发动机前体/进气道出口总压恢复系数和马赫数、燃料当量比、后体/尾喷管静压膨胀系数及燃料特性对其性能的影响进行了初步分析。首先通过质量、动量和能量三大守恒定律,利用截面上气流冲量建立了发动机性能与气... 针对设计状态下超燃冲压发动机前体/进气道出口总压恢复系数和马赫数、燃料当量比、后体/尾喷管静压膨胀系数及燃料特性对其性能的影响进行了初步分析。首先通过质量、动量和能量三大守恒定律,利用截面上气流冲量建立了发动机性能与气流参数的内在关系模型,然后对设计状态下超燃冲压发动机的性能进行了研究。研究结果表明,性能影响因素需要最优化折中考虑;燃料对发动机性能影响主要由其热值起决定作用。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机性能 燃烧室准一维流模型 气流冲量 气流参数 燃料
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