基于超声波散射的射流表面波动和液滴喷雾场特性测量
作者单位：北京航空航天大学宇航学院宇航推进系 北京航空航天大学宁波创新研究院
会议名称：《第十二届全国流体力学学术会议》
会议日期：2022年
学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术]
摘 要：预测和控制燃烧不稳定性问题是航空发动机和大推力液体火箭发动机燃烧室设计关键技术之一,其中最为重要的环节是喷雾火焰中射流气液界面和燃烧热释放率的高频动态测量。由于实际火箭发动机燃烧室中高温高压的环境,很难借助光学窗口实现光学方法的测量,燃烧室中关键燃烧参数的获取只能由压力传感器来获得,难以实现对于射流表面波动的实时测量。基于这一问题,本文借助超声波经过射流及液滴时的易发生散射的特性,通过散射信号来反映丰富的流场和喷雾场信息,基于此来获取真实火箭发动机工作时的流场信息,为不稳定燃烧的研究和预测提供丰富的实验数据。基于上述思想,本文搭建了射流及液滴的超声波测量平台,并借助高速相机进行结果验证,成功实现了基于超声波散射的射流及液滴测量,结果吻合很好。此外,建立了射流和液滴测量的超声波声学散射理论模型、基于超声波的射流和液滴定位方法和超声波测量精度的评估体系,系统了对射流和液滴的超声波测量进行了研究。