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题名氢燃料飞机液氢输运管路空化特性仿真
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作者
崔艳雨
陈韬
陈媛媛
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机构
中国民航大学航空工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第21期9173-9183,共11页
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基金
天津市自然科学基金多元投入基金(21JCQNJC00750)。
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文摘
发展氢燃料航空器是民航业实现碳中和的最主要途径之一。相较于高压气氢,低温液氢将成为未来氢动力民航商用客机的主要燃料。液氢在输运过程中一旦发生空化将导致发动机燃料供应不稳定甚至供应中断,严重时可能会对飞行安全造成灾难性影响。采用数值模拟的方法,基于均质混合流模型,采用RANS(Navier-Stokes)法和Zwart空化模型,深入研究了液氢在飞机输运管路中的空化流动特性及发展规律,并与常温水进行了部分对比。结果表明:空化数、进出口压比和长径比对空化的发生与发展均有重要影响。液氢的凝结过程要比蒸发过程慢得多,空化数对蒸发过程几乎无影响,主要影响最大凝结速率;液氢空化消失的临界压比低于水的临界压比,同一压比下,水比液氢更容易发生空化,且空化区尾部空泡更多,空化区更厚;减小长径比可抑制液氢空化的发生和发展,相较于减小管道长度,建议增大收缩段的管径以获得更高的出口流量。
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关键词
氢燃料飞机
液氢输运
空化
数值模拟
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Keywords
hydrogen-powered aircraft
liquid hydrogen transportation
cavitation
numerical simulation
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分类号
V312.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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