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乙烯燃料超燃冲压发动机流场振荡及其控制研究

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推进技术 2015年第7期36卷 961-967页

作者：田野乐嘉陵杨顺华肖保国中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

为了研究超燃冲压发动机燃烧室内的流场振荡原因与抑制振荡的方法,采用非定常数值模拟研究了乙烯燃料超燃冲压发动机的流场振荡现象。结果表明:在燃烧室入口马赫数2,静温530K,静压0.1MPa的入流条件下,冷流流场存在振荡现象,主要是由于... 详细信息

为了研究超燃冲压发动机燃烧室内的流场振荡原因与抑制振荡的方法,采用非定常数值模拟研究了乙烯燃料超燃冲压发动机的流场振荡现象。结果表明:在燃烧室入口马赫数2,静温530K,静压0.1MPa的入流条件下,冷流流场存在振荡现象,主要是由于凹槽内低速流体与主流高速流体形成的剪切层周期性的振荡,流场振荡周期为13.6ms,振荡频率为73.5Hz;K1或K2油位注油当量比0.1,均可以有效地抑制流场的振荡,流场达到稳定所需时间分别为8ms和30ms;K3油位注油当量比0.1或0.2均不能抑制流场的振荡,但使振荡周期由15.13ms转为5.7ms,振荡频率由66.1Hz转变为175.3Hz;五点注油有效地提高了发动机的推力性能。

关键词：超燃冲压发动机非定常数值模拟振荡频率性能

超声速化学反应流动的LU-SGS伪时间迭代空间推进求解

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航空动力学报 2010年第5期25卷 1043-1048页

作者：贺旭照乐嘉陵宋文艳中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000 西北工业大学动力与能源学院西安710072

介绍了求解超声速多组分有限速率化学反应流动的伪时间迭代(lower-upper symmetric-Gauss-Seidel,LU-SGS)方法.空间推进求解多组分抛物化(parabolized Navier-Stokes,PNS)方程时,在一个推进面上采用修正的LU-SGS方法迭代至收敛,把得到... 详细信息

介绍了求解超声速多组分有限速率化学反应流动的伪时间迭代(lower-upper symmetric-Gauss-Seidel,LU-SGS)方法.空间推进求解多组分抛物化(parabolized Navier-Stokes,PNS)方程时,在一个推进面上采用修正的LU-SGS方法迭代至收敛,把得到的结果作为初值赋给下一个推进面.沿推进面依次迭代直至求解完整个流场.采用伪时间迭代LU-SGS方法求解化学反应PNS方程,计算结果的准确性和时间迭代求解完全Navier-Stokes(N-S)方程相当,求解效率提高一个数量级.

关键词：超声速流动化学反应 PNS(parabolized Navier-Stokes)方程空间推进 LU-SGS(lower-upper symmetric-Gauss-Seidel)方法

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注油方式对超燃冲压发动机燃烧性能的影响

航空动力学报 2013年第7期28卷 1449-1457页

作者：邓维鑫乐嘉陵杨顺华田野张弯洲许明恒西南交通大学机械工程学院成都610031 中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速研究中心四川绵阳621000

基于脉冲燃烧风洞直连式试验平台,利用壁面压力测量和高速摄影等手段,研究了注油方式对超燃冲压发动机燃烧性能的影响.考察了不同油位单点注油时的注油特性,利用高速摄影揭示了各个油位的火焰发展历程.在产生有效推力及防止进气道不起... 详细信息

基于脉冲燃烧风洞直连式试验平台,利用壁面压力测量和高速摄影等手段,研究了注油方式对超燃冲压发动机燃烧性能的影响.考察了不同油位单点注油时的注油特性,利用高速摄影揭示了各个油位的火焰发展历程.在产生有效推力及防止进气道不起动的限制下,确定了各个油位的贫油最低当量比、富油最高当量比.研究了第1油位、第2油位和其他油位组合注油时的耦合作用.以隔离段未扰动区域长度、燃烧室内推力、燃料比冲为指标,探寻了燃烧性能最佳的注油方式.试验获得的隔离段未扰动区域长度最大为149.6mm,燃烧室内推力最大为1 622.3N,燃料比冲最大为1 354.0s.

关键词：超燃冲压发动机注油方式火焰结构稳焰模式燃烧性能

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煤油燃料超燃冲压发动机燃烧特性实验研究

推进技术 2021年第10期42卷 2277-2286页

作者：蒋安林田野钟富宇乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

为研究空气节流时序对超燃冲压发动机点火和火焰稳定的影响,通过实验方法研究了13个状态的煤油燃料超燃冲压发动机的燃烧特性。通过先锋氢气和节流空气增强煤油燃烧的稳定性,利用两个固定位置的压力传感器监测火焰稳定状态,采用纹影和OH... 详细信息

为研究空气节流时序对超燃冲压发动机点火和火焰稳定的影响,通过实验方法研究了13个状态的煤油燃料超燃冲压发动机的燃烧特性。通过先锋氢气和节流空气增强煤油燃烧的稳定性,利用两个固定位置的压力传感器监测火焰稳定状态,采用纹影和OH-PLIF相结合的测量手段,获得了流场结构和火焰发展信息。发动机入口来流条件为马赫数2.0,总温950K,总压0.82MPa。在空气节流的作用下,煤油被先锋火焰引燃,在先锋氢撤除后,煤油仍然可以稳定燃烧。在扩张段中,空气节流和燃烧共同作用产生的激波串移动速度约为52m/s,但在凹槽内其速度仅为3.7m/s。观测监测点压力变化情况可以区分所研究状态的火焰稳定与否,通过对13个研究状态的考察,获得了火焰稳定临界曲线。当所研究状态点在临界曲线右上方区域时,火焰状态稳定;当所研究状态点在临界曲线左下方区域时,火焰将被吹熄;当所研究状态点在临界曲线上时,火焰不稳定,在空气节流撤除之前将被吹熄。

关键词：燃烧特性超燃冲压发动机火焰吹熄火焰稳定超声速流动

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燃烧场波系显示及燃烧区域诊断研究

红外与激光工程 2017年第2期46卷 14-19页

作者：岳茂雄苏铁杨顺华袁强乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所四川绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

燃烧场的流场诊断研究,有利于燃烧室的结构设计和燃烧状态的组织。研究主要采用激光纹影/阴影和差分干涉方法显示燃烧场的波系结构,并用羟基平面激光诱导荧光(OH-PLIF)方法诊断燃烧边界和核心燃烧区域,得到了清晰的燃烧场波系显示结果... 详细信息

燃烧场的流场诊断研究,有利于燃烧室的结构设计和燃烧状态的组织。研究主要采用激光纹影/阴影和差分干涉方法显示燃烧场的波系结构,并用羟基平面激光诱导荧光(OH-PLIF)方法诊断燃烧边界和核心燃烧区域,得到了清晰的燃烧场波系显示结果和燃烧情况的PLIF显示结果。将差分干涉/激光阴影和PLIF方法结合,可以考察波系结构与燃料燃烧的关系。研究采用了一种新型消相干技术的激光纹影,可以像常规纹影一样用刀口切割光源像,不会产生明显的激光散斑和衍射现象;同时在工程上将波系结构显示和PLIF进行同步诊断,也是比较有意义的工作。该工作对于超声速燃烧流场的研究具有参考意义。

关键词：燃烧流场显示激光诱导荧光图像处理

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空气节流对煤油燃料超燃燃烧室燃烧性能影响

宇航学报 2015年第12期36卷 1421-1427页

作者：田野杨顺华肖保国乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心绵阳621000

采用非定常数值模拟方法研究了空气节流对煤油燃料超燃冲压发动机燃烧性能的影响,并研究了节流流量和节流撤去时间对节流效果的影响。在发动机入口马赫数2.0、静温656.5 K、静压0.125 MPa的条件下,无空气节流时发动机下壁面稳焰失败,壁... 详细信息

采用非定常数值模拟方法研究了空气节流对煤油燃料超燃冲压发动机燃烧性能的影响,并研究了节流流量和节流撤去时间对节流效果的影响。在发动机入口马赫数2.0、静温656.5 K、静压0.125 MPa的条件下,无空气节流时发动机下壁面稳焰失败,壁面压力较低;有空气节流时发动机下壁面燃料稳定燃烧,壁面压力较高。空气节流可以有效地提高发动机的推力性能,可以改变发动机的燃烧模态。随着节流流量和节流撤去时间的增加,燃烧越来越剧烈,壁面压力逐渐升高,可能影响进气道的起动。节流可能促使流场产生振荡现象,通过改变节流流量也可以消除振荡现象。

关键词：超燃燃烧室空气节流火焰稳定节流参数

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强激波阵面的非平衡结构研究

实验流体力学 2006年第2期20卷 36-40,49页

作者：张若凌乐嘉陵王苏崔季平中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 中国科学院力学研究所北京100080

利用测量强激波波后N2^＋第一负系（0，0）带和（1，2）带的辐射，对强激波后振动温度历程的测量过程进行了探索，并利用Langmuir探针技术，在低密度激波管中对强激波后电子数密度历程进行了测量。测量和计算结果进行了对比。结果表明：... 详细信息

利用测量强激波波后N2^＋第一负系（0，0）带和（1，2）带的辐射，对强激波后振动温度历程的测量过程进行了探索，并利用Langmuir探针技术，在低密度激波管中对强激波后电子数密度历程进行了测量。测量和计算结果进行了对比。结果表明：N2^＋B^2∑u^＋态的激发比振动能的激发更快；实验测得的振动温度有明显的周期性振荡；在激波速度7．65～7．85km／s、P1=1．33Pa、实验段内径0．8m下，实验有效时间只有约6．5μs，实验中的电子数密度不能达到峰值。在约10倍波前自由程的实验有效区域内，电子数密度的测量值与计算值吻合很好。

关键词：强激波激波管实验振动温度电子数密度

爆炸波与超声速飞行物体相互作用研究(英文)

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流体力学实验与测量 2001年第2期15卷 10-15页

作者：倪鸿礼乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

本文数值模拟了超声速飞行物体与爆炸波相遇后产生的两波干扰流动 ,采用了激波捕捉、有限差分法和LU TVD格式。同得到的实验结果对比 ,计算结果反映出了两波作用后的复杂流动 ,并且可清楚地看到飞行体头部产生的弱接触面 ,与实验符合较... 详细信息

本文数值模拟了超声速飞行物体与爆炸波相遇后产生的两波干扰流动 ,采用了激波捕捉、有限差分法和LU TVD格式。同得到的实验结果对比 ,计算结果反映出了两波作用后的复杂流动 ,并且可清楚地看到飞行体头部产生的弱接触面 ,与实验符合较好 ,同时进一步模拟了飞行体以 5°攻角飞行时与爆炸波相遇后的流动。

关键词：激波捕捉有限差分法相互作用爆炸波接触面超声速飞行物体飞行飞机

二阶迎风TVD数值格式在非平衡高超声速钝体绕流中的应用

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力学学报 1994年第2期26卷 139-148页

作者：胡光初乐嘉陵曹文祥中国空气动力研究与发展中心

将Ｈ．Ｃ．Ｙｅｅ所发展的一种二阶迎风ＴＶＤ格式运用于半球的高超声速化学非平衡黏性绕流的数值计算，详细介绍了流体力学方程组和化学组元守恒方程组全耦合求解的过程，以前这一研究领域中仅仅运用一阶格式及松散耦合的方法。化学松... 详细信息

将Ｈ．Ｃ．Ｙｅｅ所发展的一种二阶迎风ＴＶＤ格式运用于半球的高超声速化学非平衡黏性绕流的数值计算，详细介绍了流体力学方程组和化学组元守恒方程组全耦合求解的过程，以前这一研究领域中仅仅运用一阶格式及松散耦合的方法。化学松弛气体考虑了七组元（Ｏ，Ｏ＿２，ＮＯ，Ｎ，ＮＯ￣（＋），Ｎ＿２，ｅ￣（－））和主要的七反应，在驻点线上的计算结果与前人结果比较表明，本文有较大改进。

关键词：迎风 TVD 高超音速飞行器