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基于卷积神经网络的火箭冲压组合发动机燃烧流场重构 被引量：1
1
作者 高屹 刘冰 +3 位作者 张至斌 朱韶华 朱梦豪 秦飞 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期35-45,共11页
本文提出一种基于卷积神经网络架构的燃烧流场重构模型,旨在从低分辨率温度场中重构得到具有复杂流场特征的火箭冲压组合发动机二维温度场.通过大涡模拟方法获得了4种不同构型燃烧室的湍流燃烧流场数据集,使用其中3组构型作为训练集,并... 本文提出一种基于卷积神经网络架构的燃烧流场重构模型,旨在从低分辨率温度场中重构得到具有复杂流场特征的火箭冲压组合发动机二维温度场.通过大涡模拟方法获得了4种不同构型燃烧室的湍流燃烧流场数据集,使用其中3组构型作为训练集,并对另一个构型燃烧室温度场的重构结果进行分析,以对重构神经网络模型进行验证.研究结果表明,该温度场重构模型可以有效从低分辨率温度场中重构得到二维高分辨率温度分布,在中心火箭后缘主要燃烧区域的温度场重构平均误差小于5%,重构精度高于双三次插值算法.本研究数据集和模型可为后续实现组合发动机燃烧状态的智能感知和调控提供支撑. 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 卷积神经网络 流场重构 湍流燃烧
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火箭冲压组合发动机燃烧的若干基础问题研究 被引量：16
2
作者 何国强 秦飞 +3 位作者 魏祥庚 曹东刚 黄志伟 刘冰 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-14,27,共15页
火箭冲压组合发动机包含多个工作模态,不同模态灵活组合的优势使其具有宽速域和广空域的工作特点,兼具加速和巡航的优点。火箭冲压组合发动机燃烧室中存在着亚声速、跨声速和超声速共存的流动结构,具有流动速度高、混合时间短、反应强... 火箭冲压组合发动机包含多个工作模态,不同模态灵活组合的优势使其具有宽速域和广空域的工作特点,兼具加速和巡航的优点。火箭冲压组合发动机燃烧室中存在着亚声速、跨声速和超声速共存的流动结构,具有流动速度高、混合时间短、反应强度大、燃烧空间受限和波系结构复杂等特点。围绕火箭射流的强剪切性、燃烧模式的多样性和燃烧过程的动态性,分析了火箭冲压组合发动机的流动与燃烧特征,总结了面向发动机的高速湍流燃烧研究进展,研究了火箭冲压组合发动机中超声速反应混合层的生长特性、燃烧模式与空间释热分布和动态燃烧特性等问题。通过对碳氢燃料详细化学动力学机理的简化、校验,获得了分别适合于工程计算和细致燃烧机理研究的总包反应与框架机理。从火箭射流主导的反应混合层生长模型,宽范围、变来流工作中流动燃烧过程的不确定性和碳氢燃料动力学的简化与加速算法研究出发,提出了火箭冲压组合发动机基础研究中需要突破的问题,为认识发动机中多尺度燃烧机理、优化多模态燃烧组织提供参考。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 高超声速飞行器 超声速燃烧 燃烧动态特性 火焰稳定 化学动力学
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火箭冲压组合发动机部件缩尺关系理论初探 被引量：1
3
作者 杜泉 付秀文 《火箭推进》 CAS 2018年第2期18-22,共5页
为了使小尺度火箭冲压组合发动机的试验结果支撑中大尺度发动机的研制,从火箭冲压组合发动机各个部件的工作原理出发,理论分析了火箭冲压组合发动机部件缩尺关系,构建了小尺度发动机部件与中大尺度发动机部件之间的缩尺关系。研究表明:... 为了使小尺度火箭冲压组合发动机的试验结果支撑中大尺度发动机的研制,从火箭冲压组合发动机各个部件的工作原理出发,理论分析了火箭冲压组合发动机部件缩尺关系,构建了小尺度发动机部件与中大尺度发动机部件之间的缩尺关系。研究表明:液态碳氢燃料火箭冲压组合发动机缩尺关系区别于氢燃料超燃冲压发动机的"压力-长度"缩尺关系;发动机各部件的缩尺关系差异明显;进排气系统可采用几何缩尺关系;隔离段、燃料喷注器、火焰稳定装置遵循不同的缩尺关系;燃料穿透深度与发动机尺寸呈线性关系,而蒸发和雾化与发动机尺度无关;火箭推力室缩尺可按照缩尺因子改变火箭推力室的数量实现。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 缩尺关系 碳氢燃料 发动机尺度
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火箭冲压组合发动机的最佳转级马赫数 被引量：2
4
作者 王友银 唐井峰 +2 位作者 常军涛 高进 鲍文 《火箭推进》 CAS 2021年第6期46-54,共9页
随着组合发动机在可重复使用的高超声速飞行器中广泛应用,组合发动机转级马赫数的选择对于飞行系统的整体性能至关重要。使用飞行仿真模型计算采用火箭冲压组合动力系统的飞行器的飞行过程,研究了不同的加速方案对应的0~6 Ma加速过程特... 随着组合发动机在可重复使用的高超声速飞行器中广泛应用,组合发动机转级马赫数的选择对于飞行系统的整体性能至关重要。使用飞行仿真模型计算采用火箭冲压组合动力系统的飞行器的飞行过程,研究了不同的加速方案对应的0~6 Ma加速过程特性以及影响巡航时间的因素。分析表明转级马赫数越低冲压发动机消耗的燃油量越高,但转级马赫数较高时,火箭发动机的耗油率增加,因此火箭组合发动机存在最佳的转级马赫数。通过对最佳转级马赫数的影响因素进行分析,发现最佳转级马赫数受火箭发动机的比冲影响较大,在宽速域推进系统中使用具有高比冲和推力的火箭将增加高超音速飞行器的巡航时间。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 超燃冲压发动机 转级马赫数 燃油消耗量 发动机性能
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两次进气对固体火箭冲压组合发动机燃烧和烧蚀环境的影响 被引量：3
5
作者 温怡豪 王金金 +1 位作者 查柏林 徐志高 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期804-813,共10页
为给固体火箭冲压组合发动机补燃室的进气道设计提供参考,研究了空气两次进气对补燃室燃烧效率和内壁烧蚀环境的影响。采用标准k-ε(k为湍流动能,ε为耗散率)模型、涡耗散模型和King硼颗粒点火模型,分别对空气一次进气和两次进气两种补... 为给固体火箭冲压组合发动机补燃室的进气道设计提供参考,研究了空气两次进气对补燃室燃烧效率和内壁烧蚀环境的影响。采用标准k-ε(k为湍流动能,ε为耗散率)模型、涡耗散模型和King硼颗粒点火模型,分别对空气一次进气和两次进气两种补燃室的多相流燃烧进行数值模拟,并进行对比分析。研究结果表明:两次进气可包覆混合燃气,并将其向内挤压,压缩高温区域,改变氧气分布,从而减小高温内壁面积,降低低温壁面温度,减少贴近壁面的凝聚相颗粒数量,从而减弱对壁面的热烧蚀、氧化和凝聚相颗粒侵蚀作用,同时,因造成的动能损失更大,减小了贴近内壁的气流速度,可减弱气流冲刷作用,二者共同作用,较大程度改善补燃室内壁的烧蚀环境;两次进气对补燃室的燃烧效率影响不大,一次进气和两次进气补燃室的总燃烧效率分别为80.68%和80.18%;综合燃烧效率和内壁烧蚀环境两方面,表明两次进气形式优于一次进气形式。 展开更多
关键词 固体火箭冲压组合发动机 补燃室 两次进气 燃烧效率 内壁烧蚀环境
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火箭/冲压组合发动机工作特性分析 被引量：2
6
作者 张玫 张蒙正 付秀文 《火箭推进》 CAS 2010年第1期33-37,42,共6页
为分析火箭/冲压组合发动机在不同工作模态下的工作特性,对其在没有二次补燃情况下的内流场进行了数值模拟和分析,结果表明:(1)在火箭引射模态,火箭发动机应尽可能工作在其设计状态;(2)为有利于掺混燃烧,在较低的高度、较高的速度下由... 为分析火箭/冲压组合发动机在不同工作模态下的工作特性,对其在没有二次补燃情况下的内流场进行了数值模拟和分析,结果表明:(1)在火箭引射模态,火箭发动机应尽可能工作在其设计状态;(2)为有利于掺混燃烧,在较低的高度、较高的速度下由引射模态转换到亚燃冲压模态可能比较好;(3)在亚燃冲压模态,火箭发动机以某种低工况工作对冲压发动机的点火和火焰稳定是极为有利的;(4)在纯火箭模态,进气道关闭与否对组合发动机的整体性能几乎没有影响;为了获得较高的性能,二次喷管应采用扩张通道。 展开更多
关键词 火箭/冲压组合发动机 工作特性 数值模拟
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RBCC用变工况气氧/煤油引射火箭发动机设计和试验研究 被引量：2
7
作者 魏祥庚 秦飞 +2 位作者 石磊 张保庆 何国强 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期558-564,共7页
引射火箭是火箭冲压组合发动机的核心部件之一,须具有变工况工作能力。针对RBCC发动机用引射火箭的技术要求,基于挤压式推进剂供应系统,设计了变工况工作气氧/煤油引射火箭系统,完成了4种工作状态下的点火试验验证。试验研究结果表明,... 引射火箭是火箭冲压组合发动机的核心部件之一,须具有变工况工作能力。针对RBCC发动机用引射火箭的技术要求,基于挤压式推进剂供应系统,设计了变工况工作气氧/煤油引射火箭系统,完成了4种工作状态下的点火试验验证。试验研究结果表明,设计的变工况工作引射火箭发动机稳定可靠工作,工作参数满足设计要求,可实现快速调节。为开展火箭冲压组合发动机试验及大调节比引射火箭技术研究奠定了基础。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 液体火箭发动机 引射火箭 流量调节 试验
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火箭冲压组合动力系统研发再思考 被引量：10
8
作者 张蒙正 路媛媛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2219-2226,共8页
简要介绍了火箭冲压组合发动机研究的现状和面临的问题,分析了火箭冲压组合发动机的应用方向和发展途径。认为火箭冲压组合发动机的研发,应针对不同的应用,产生针对性的方案;针对不同方案,注重相关关键技术集成;从飞行器总体性能角度一... 简要介绍了火箭冲压组合发动机研究的现状和面临的问题,分析了火箭冲压组合发动机的应用方向和发展途径。认为火箭冲压组合发动机的研发,应针对不同的应用,产生针对性的方案;针对不同方案,注重相关关键技术集成;从飞行器总体性能角度一体化设计,平衡部件参数与性能;改进组合发动机用火箭发动机和冲压发动机的设计理念;加强仿真技术研究,优化试验系统建设,研究新型试验技术。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 应用 发展
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地面辅助发射RBCC动力单级入轨飞行器参数敏感性分析 被引量：3
9
作者 秦云鹏 杨旸 +1 位作者 郑思行 王浩亮 《火箭推进》 CAS 2022年第6期9-16,共8页
火箭冲压组合发动机(RBCC)是火箭发动机与冲压发动机的有机融合,可有效拓展飞行器的速域和空域包线,是未来单级入轨飞行器动力的重要技术途径之一。针对当前RBCC动力单级入轨飞行器存在的结构系数低和投送效率低的问题,提出一种基于新... 火箭冲压组合发动机(RBCC)是火箭发动机与冲压发动机的有机融合,可有效拓展飞行器的速域和空域包线,是未来单级入轨飞行器动力的重要技术途径之一。针对当前RBCC动力单级入轨飞行器存在的结构系数低和投送效率低的问题,提出一种基于新型地面辅助发射的RBCC动力单级入轨飞行器,对该飞行器开展了上升段轨迹设计,并对其主要敏感参数的影响进行了仿真对比分析,结果显示:地面辅助发射可有效规避RBCC发动机低速段引射模态比冲低的问题,并提升单级入轨飞行器的投送效率;起飞弹道倾角、爬升等动压值对单级入轨飞行器的投送效率影响较小,而阻力影响较大;在吸气式模态工作范围,单级入轨飞行器可通过倾侧飞行实现大范围的横向机动,有效拓宽发射窗口。 展开更多
关键词 单级入轨飞行器 火箭冲压组合发动机 弹道仿真 地面辅助发射 敏感性分析
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引射模态总压比对气动壅塞影响
10
作者 林彬彬 李世林 +2 位作者 魏武国 张恒铭 周俊 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第21期8823-8828,共6页
为了提高引射模态火箭射流引射抽吸能力和发动机性能,利用全流道一体化数值模拟方法,针对马赫数为0.8飞行状态,研究了主次流总压比对引射空气流量、气动壅塞的影响规律,结果表明:在低总压比条件下,提高主次流总压比,可提高火箭射流的引... 为了提高引射模态火箭射流引射抽吸能力和发动机性能,利用全流道一体化数值模拟方法,针对马赫数为0.8飞行状态,研究了主次流总压比对引射空气流量、气动壅塞的影响规律,结果表明:在低总压比条件下,提高主次流总压比,可提高火箭射流的引射抽吸能力,引射空气流量增大;随着总压比的进一步提高,欠膨胀的火箭射流超声速势核区会挤压引射空气流道,冲压燃烧室反压前传导致引射空气流量降低;主次流总压比高于350,火箭射流会将引射空气流道堵塞,产生气动壅塞,引射空气流量降低为零。在一定范围内,提高主次流总压比有利于提高引射模态发动机性能。 展开更多
关键词 火箭冲压组合发动机 引射模态 引射比 气动壅塞
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