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超声速气流中乙烯点火试验与影响因素

航空动力学报 2018年第12期33卷 2827-2837页

作者：席文雄航天工程大学宇航科学与技术系北京101416

对超声速气流中的非预混乙烯燃料扩散点火过程进行了试验研究,采用高速摄影、纹影技术获得了点火过程的火焰成功传播与失效图像和激波动态演化过程。基于点火前喷注混合流场的NPLS(纳米粒子散射)、PIV(粒子图像测速)试验数据和大涡模拟... 详细信息

对超声速气流中的非预混乙烯燃料扩散点火过程进行了试验研究,采用高速摄影、纹影技术获得了点火过程的火焰成功传播与失效图像和激波动态演化过程。基于点火前喷注混合流场的NPLS(纳米粒子散射)、PIV(粒子图像测速)试验数据和大涡模拟结果对影响点火结果的关键因素进行了研究,分析了点火过程的燃料分布、回流区尺寸、激波串作用、气动壅塞效应等关键流动特征对火焰传播过程和点火失效模式之间的影响关系。研究结果表明,点火过程的激波串前移过程会对燃料的分布造成影响,并进而影响凹腔内的燃料质量分数分布;凹腔角回流区是初始火焰形成的关键区域,点火能量在该区域累积建立凹腔角回流区火焰后,分别扩展形成凹腔驻留火焰,并向下游输运、掺混燃烧,建立预燃激波串,形成点火过程的正向压力反馈;凹腔内燃料分布受喷注位置、喷注压力的影响,采用凹腔内主动喷注的方法能够主动调节凹腔内的燃料分布,有助于初始火核的形成,能有效避免点火过程中由于压力反馈对燃料分布影响造成的熄火现象。

关键词：点火试验乙烯喷注火焰传播超声速流动高能火花预燃激波串

Experimental Investigation on the Plasma Torch Used for Scramjet Ignition Enhancement

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Journal of Applied Mathematics and Physics 2015年第8期3卷 956-964页

作者： Wenli Zhong wenxiong xi Liwei Duan Qingyao Xu Qian Li Academy of Equipment Beijing China

A high frequency arc discharge plasma torch was specially designed for ignition enhancement in scramjet combustor. At first, the process of plasma injection into quiescent air was investigated experimentally through CCD camera and schlieren technology. Then, the energy property characterization of active particle distribution was measured by emission spectrometry. Several kinds of working gas under different injection pressures were compared. Finally, the typical supersonic flow-field structure with plasma cross-injection was obtained. The results show that plasma jet energy is concentrated near the jet axis, which has the maximum attenuation in the downstream as far as 2 cm from the outlet. The working gas and injection pressure have great effect on emission spectrometry and the process of jet expansion. The case with N2 under higher injection pressure shows better performance of energy exchanging process when comparing with air and argon. From the emission spectroscopy, we can see that plasma from nitrogen consists of nitrogen and oxygen atom mainly, whose intensity decreases with increasing distance from the nozzle, while it increases with the increase of pressure. When plasma was vertically injected into supersonic flow-field, bow shock wave and mixing layer structure were formed with thicken mixing layer, which helps enhance the mixing process between active particle and incoming air.

关键词： Plasma Torch Supersonic Flow Schlieren Technology Emission Spectroscopy Shock Wave

尾部压缩角对支板混合及燃烧特性影响的数值研究

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弹箭与制导学报 2019年第5期39卷 39-45,49页

作者：张喆席文雄金星航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室北京101416

为了在不增加燃烧室整体阻塞比的情况下提升流向涡强度,设计了一种尾部有压缩角的交替尾缘支板,并对不同结构支板喷注器的喷流流场和燃烧场进行了三维数值模拟。研究发现:支板尾部的压缩角对喷流流场产生了一定影响,并增强了交替尾缘结... 详细信息

为了在不增加燃烧室整体阻塞比的情况下提升流向涡强度,设计了一种尾部有压缩角的交替尾缘支板,并对不同结构支板喷注器的喷流流场和燃烧场进行了三维数值模拟。研究发现:支板尾部的压缩角对喷流流场产生了一定影响,并增强了交替尾缘结构诱导产生的流向涡强度;在尾部增加压缩角虽然带来了一定的总压损失,但是有效地提高了燃料的混合效率和扩散范围;从燃烧性能上看,添加尾部压缩角对燃烧室的燃烧范围和燃烧效率均有提升。

关键词：压缩角支板喷注器交替尾缘结构混合燃烧效率

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激光诱导等离子体点火方法研究进展

激光与光电子学进展 2018年第3期55卷 110-118页

作者：陈梦窦志国席文雄航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室北京101416

激光诱导等离子体点火(LIPI)具有点火位置可调、点火延迟时间短、无侵入式结构等优点,有取代电火花点火的潜力。从火焰核形成与发展的角度介绍了LIPI的基本物理过程,分析了点火过程中的能量沉积和转化。在现有研究的基础上,对包括激光... 详细信息

激光诱导等离子体点火(LIPI)具有点火位置可调、点火延迟时间短、无侵入式结构等优点,有取代电火花点火的潜力。从火焰核形成与发展的角度介绍了LIPI的基本物理过程,分析了点火过程中的能量沉积和转化。在现有研究的基础上,对包括激光烧蚀等离子体点火、多点激光等离子体点火、预电离辅助激光等离子体点火和重复频率脉冲激光等离子体点火的性能进行了评价,并分析了每种方法的优缺点。指出了当前激光等离子体点火系统存在的问题,包括点火机理不完善、对非预混燃烧系统的点火特性研究不足、最小点火能量高等,并提出了下一步的研究方向和建议。

关键词：激光光学激光诱导等离子体点火激光烧蚀预电离重复频率脉冲激光

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基于逆向气体喷注的支板热防护研究

火箭推进 2018年第5期44卷 48-55页

作者：张喆金星席文雄航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室北京101416

超燃冲压发动机的支板在高飞行马赫数下工作时,面临着非常严峻的热环境。对飞行马赫数为8时的支板热环境进行了研究,得到了前缘钝化半径与支板表面温度的关系;随后,对不同喷注总压,喷孔尺寸和喷注总温下的逆向喷注进行了数值模拟。数值... 详细信息

超燃冲压发动机的支板在高飞行马赫数下工作时,面临着非常严峻的热环境。对飞行马赫数为8时的支板热环境进行了研究,得到了前缘钝化半径与支板表面温度的关系;随后,对不同喷注总压,喷孔尺寸和喷注总温下的逆向喷注进行了数值模拟。数值模拟的结果表明,提高喷注总压和增大喷孔尺寸都有助于降低支板表面温度,在喷注总温上升到1 000 K时,逆向喷注仍然具有较好的热防护性能。

关键词：热环境支板逆向喷注热防护

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甲烷二次燃烧自点火影响机理数值研究

弹箭与制导学报 2019年第1期39卷 143-146页

作者：史增凯席文雄金星王伟东航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室

为研究当量比对二次燃烧自点火的影响机制,忽略复杂流动的影响,利用CHEMKIN软件中零维、均质、完全混合的闭式均相反应器模拟研究了向不同当量比(0.3~0.9)甲烷/空气一次燃烧产物中添加不同量(摩尔分数0.05,0.1)甲烷时的自点火过程。在... 详细信息

为研究当量比对二次燃烧自点火的影响机制,忽略复杂流动的影响,利用CHEMKIN软件中零维、均质、完全混合的闭式均相反应器模拟研究了向不同当量比(0.3~0.9)甲烷/空气一次燃烧产物中添加不同量(摩尔分数0.05,0.1)甲烷时的自点火过程。在一定范围内,增加当量比有助于缩短延迟时间。温度敏感性分析表明与CH3、OH相关的基元反应显著影响自点火过程。

关键词：二次燃烧当量比自点火延迟时间温度敏感性分析

突扩燃烧室在准稳态假设下的熄火过程对比分析

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火箭推进 2009年第2期35卷 25-29页

作者：席文雄王振国国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

在准稳态假设条件下,运用数值模拟方法对火焰的边区驻留与旁侧驻留的两种突扩类型的亚燃冲压发动机燃烧室的熄火过程进行了分析。通过改变燃烧室进气流量和燃油当量比,对比分析了燃烧室在向熄火的压力下限和贫、富油边界转变过程中的流... 详细信息

在准稳态假设条件下,运用数值模拟方法对火焰的边区驻留与旁侧驻留的两种突扩类型的亚燃冲压发动机燃烧室的熄火过程进行了分析。通过改变燃烧室进气流量和燃油当量比,对比分析了燃烧室在向熄火的压力下限和贫、富油边界转变过程中的流场特征和火焰形态变化。研究显示,中心突扩燃烧室在压力和燃油浓度下降过程中,熄火过程中表现为火焰锋面的中心收缩;旁侧突扩燃烧室则表现为突扩截面内温度的差异,以致火焰稳定功能的丧失。

关键词：火焰驻留压力边界贫/富油边界熄火

粉末燃料冲压发动机头部组织掺混流动数值模拟

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火箭推进 2020年第5期46卷 35-41页

作者：任蒙飞席文雄罗世彬邓哲张正泽中南大学航空航天学院湖南长沙410083 西安近代化学研究所陕西西安710065

为了分析头部结构对粉末燃料冲压发动机内部掺混流动影响,基于某典型粉末燃料冲压发动机构型,设计了双下侧进气式方形头部和圆形头部,采用三维组分输运数值模拟方法,对比分析了方形头部和圆形头部的结构设计对发动机补燃室内部流场的影... 详细信息

为了分析头部结构对粉末燃料冲压发动机内部掺混流动影响,基于某典型粉末燃料冲压发动机构型,设计了双下侧进气式方形头部和圆形头部,采用三维组分输运数值模拟方法,对比分析了方形头部和圆形头部的结构设计对发动机补燃室内部流场的影响。数值模拟结果表明:方形头部在补燃室头部仅形成弱回流区,各截面压力恢复系数沿着燃气流动方向逐渐减小。圆形头部结构产生的流场在对称面处形成类对称的强回流区,使补燃室的流动更益于粉末注入,各截面掺混效率和压力恢复系数均大于方形头部。

关键词：粉末冲压发动机补燃室头部结构掺混效率压力损失

Advances in the synthesis and reactivity of 2-pyranylidene carbene complexes

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Chinese Science Bulletin 2010年第26期55卷 2915-2923页

作者： WANG QiFeng ZHANG wenxiong LIN Chen xi ZhenFeng Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS) Key Laboratory of Bioorganic Chemistry and Molecular Engineering of Ministry of Education College of Chemistry Peking University Beijing 100871 China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS) Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China

Pyranylidene carbene complexes bearing a pyran ring carbene ligand represent a unique kind of organometallic species due to their special structures and reactivity. In this review, we present a comprehensive summary o... 详细信息

关键词：环卡宾反应性络合物合成配体吡喃