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超声速环形引射器混合室皮托压力测量实验

气动研究与试验

气动研究与试验 2024年第5期2卷 14-21页

作者：李智严徐万武叶伟梁涛张赛强国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

皮托压力可以直接反映出超声速引射器混合室内的流场特性,但受结构限制,在锥形混合室内沿流向连续测量皮托压力具有一定困难。本文提出一种适用于锥形混合室的皮托压力测量装置,能够在同一工况下获得锥形混合室不同截面上高空间分辨率... 详细信息

皮托压力可以直接反映出超声速引射器混合室内的流场特性,但受结构限制,在锥形混合室内沿流向连续测量皮托压力具有一定困难。本文提出一种适用于锥形混合室的皮托压力测量装置,能够在同一工况下获得锥形混合室不同截面上高空间分辨率的皮托压力。为验证测量装置及方法的有效性,对超声速环形引射器锥形混合室的皮托压力展开测量实验。结果表明,皮托压力的径向最小空间分辨率达到1mm,可从皮托压力剖线上清晰地分辨出边界层、一次流区域、二次流区域及混合层。同时发现,在一定的流向距离内,基于皮托压力的混合层厚度随流向距离近似呈线性增长,且归一化的混合层厚度增长率与前人报道的实验结果吻合较好,进一步验证了测量方法的可靠性。

关键词：超声速引射器环形引射器皮托压力混合层

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钝锥体辐射平衡温度不确定度量化分析

航空学报 2023年第15期44卷 291-301页

作者：张振康徐万武李智严叶伟国防科技大学空天科学学院长沙410073

在燃烧加热式高超声速风洞中进行长程热考核试验时,需量化试验条件的随机波动所引起的试验模型辐射平衡温度分布的不确定度,并甄别出关键影响因素以供工程应用参考。为此通过数值仿真试验筛选出试验气流总温、表面发射率和模型位置作为... 详细信息

在燃烧加热式高超声速风洞中进行长程热考核试验时,需量化试验条件的随机波动所引起的试验模型辐射平衡温度分布的不确定度,并甄别出关键影响因素以供工程应用参考。为此通过数值仿真试验筛选出试验气流总温、表面发射率和模型位置作为影响钝锥辐射平衡温度分布的输入变量,运用非嵌入式混沌多项式(NIPC)方法建立了输入变量与钝锥辐射平衡温度分布之间的随机多项式代理模型。在此基础上,对输入变量的随机变化造成的辐射平衡温度的不确定性进行量化与敏感性分析。结果表明:钝锥肩部处,辐射平衡温度的不确定度最大,为10.32%,锥段大面积区,不确定度在6.5%~7%。敏感性分析表明,气流总温显著影响钝锥驻点区域辐射平衡温度的不确定性,模型位置的影响整体较小。

关键词：高超声速风洞气动热辐射平衡温度不确定度量化敏感性分析

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等截面超-超引射器流场结构及引射性能

强激光与粒子束 2012年第6期24卷 1301-1305页

作者：陈健王振国吴继平徐万武国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

为考察超声速引射器直接引射超声速二次流时的性能,采用纹影技术和压力测量手段对一等截面超-超引射器的流场结构及其引射性能进行了实验研究。研究结果表明:一、二次流交汇后在混合室前段形成了复杂的超声速流场结构。根据二次流在混... 详细信息

为考察超声速引射器直接引射超声速二次流时的性能,采用纹影技术和压力测量手段对一等截面超-超引射器的流场结构及其引射性能进行了实验研究。研究结果表明:一、二次流交汇后在混合室前段形成了复杂的超声速流场结构。根据二次流在混合室入口流动状态的不同,可将超-超引射划分为"非饱和超-超引射"和"饱和超-超引射"两种工作状态;二次流在混合室入口处产生的激波提高了引射器的压力匹配性能;在给定的引射系数下,引射器的增压性能随二次流马赫数的增大而降低,而引射马赫数对引射器压力恢复性能的影响不大。

关键词：超-超引射器高能化学激光器压力匹配性能压力恢复性能

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四支板超声速引射器性能特性试验

国防科技大学学报 2019年第5期41卷 34-37页

作者：叶伟徐万武李平张富强戴训成肖礼国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

对二维喷管构型的四支板超声速引射器进行冷流试验,分析启动、负载匹配方面的性能特性。试验结果表明:启动特性方面,四支板超声速引射系统的盲腔压力低于3 kPa,引射器入口腔压的迟滞压力比启动压力低15.9%。负载匹配特性方面,四支板引... 详细信息

对二维喷管构型的四支板超声速引射器进行冷流试验,分析启动、负载匹配方面的性能特性。试验结果表明:启动特性方面,四支板超声速引射系统的盲腔压力低于3 kPa,引射器入口腔压的迟滞压力比启动压力低15.9%。负载匹配特性方面,四支板引射器在小引射系数、大增压比状态下具有十分明显的优势,当引射系数为0.04时,增压比为11.21;当引射系数为0.10时,增压比为7.0。因此,二维喷管构型的多支板超声速引射器具有良好的启动、负载匹配性能,工程应用潜力较大。

关键词：四支板超声速引射器二维喷管启动特性负载匹配特性引射系数增压比

超声速平面混合层大尺度结构与压力脉动的相互作用研究

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弹箭与制导学报 2013年第6期33卷 89-92页

作者：张海龙徐万武吴继平国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

为了探索平面混合层发展过程中大尺度结构与压力脉动之间的关系,加深对混合过程的认识,文中采用大涡模拟方法对二维带板厚超声速平面混合层进行数值模拟研究。计算结果显示了涡的配对与合并过程,与实验结果相符。通过对记录点的压力变... 详细信息

为了探索平面混合层发展过程中大尺度结构与压力脉动之间的关系,加深对混合过程的认识,文中采用大涡模拟方法对二维带板厚超声速平面混合层进行数值模拟研究。计算结果显示了涡的配对与合并过程,与实验结果相符。通过对记录点的压力变化进行傅里叶转换,观察分析频谱,得出了在周期运动假设条件下,转捩点后任一瞬时拟序涡的频率即为其通过该点的压力波动频谱上的峰值频率。

关键词：超声速平面混合层大涡数值模拟压力脉动

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大流量高压气体减压器技术研究进展及应用

空气动力学学报 2023年第1期41卷 49-56页

作者：徐万武叶伟李智严张振康张富强国防科技大学空天科学学院高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

大流量高压气体减压器是大型连续式高超声速试验系统的核心设备,其气体减压供应能力、工作稳定性和可靠性等对高超声速试验系统的试验能力有重大影响。本文对气体减压器的减压原理、技术方案、评价指标和技术难点进行了梳理,介绍了国防... 详细信息

大流量高压气体减压器是大型连续式高超声速试验系统的核心设备,其气体减压供应能力、工作稳定性和可靠性等对高超声速试验系统的试验能力有重大影响。本文对气体减压器的减压原理、技术方案、评价指标和技术难点进行了梳理,介绍了国防科技大学在大流量高压气体减压器技术方面的研究进展,展望了大流量高压气体减压器技术在高超声速试验领域未来的发展趋势。

关键词：气体减压器动力学振荡流量调节比高压气体高超声速试验系统

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预冷却引射系统性能一维分析

国防科技大学学报 2017年第3期39卷 1-6页

作者：张建强王振国李清廉徐万武邹建军国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

根据引射器的一维设计理论可知,二次流在进入混合室之前进行预冷降温可以提高引射效率,增大引射系数,但引入预冷器会同时引起流动损失,故需要对引射系统进行性能评估。针对设有预冷器的引射系统,应用一维理论分析预冷对系统性能的影响,... 详细信息

根据引射器的一维设计理论可知,二次流在进入混合室之前进行预冷降温可以提高引射效率,增大引射系数,但引入预冷器会同时引起流动损失,故需要对引射系统进行性能评估。针对设有预冷器的引射系统,应用一维理论分析预冷对系统性能的影响,重点分析预冷增强效果与流阻减弱效果对引射效率的作用。研究发现:预冷器对引射系统同时带来冷却增强作用和流阻减弱作用,横截面积和换热面积是主要影响因素。预冷器存在临界横截面积,横截面积大于临界值时,换热面积越大,引射性能越高;反之,换热面积越大,引射性能越低。等压混合引射方案比等截面混合引射方案性能高,前者引射系数比后者大60%;预冷却能够有效提高引射性能,尤其是等截面混合引射方案,性能提高可达35.5%。

关键词：一维分析预冷增强流阻减弱临界横截面积

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火箭基组合循环燃烧组织研究现状

火箭推进 2015年第4期41卷 1-7页

作者：崔朋徐万武陈健宋长青国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

随着航天推进对高效性和经济性需求的增加,人们越来越希望能够研制出高推重比和高比冲的发动机。火箭基组合循环(RBCC)发动机融合了火箭发动机和冲压式发动机的优势,成为未来航空航天领域发展的重要方向。精确而高效的燃烧组织作为其关... 详细信息

随着航天推进对高效性和经济性需求的增加,人们越来越希望能够研制出高推重比和高比冲的发动机。火箭基组合循环(RBCC)发动机融合了火箭发动机和冲压式发动机的优势,成为未来航空航天领域发展的重要方向。精确而高效的燃烧组织作为其关键技术之一,对RBCC宽速域内可靠运行具有重要意义。详细综述了RBCC燃烧组织的研究现状和进展,主要涉及燃料喷注方案、燃烧模式以及热力喉道调节3个方面。具体论述了不同工作模式下燃料的喷注方案以及热力喉道的调节技术,阐述了不同燃烧模式的研究进展,分析了RBCC燃烧组织研究过程中的难点和国内外在该方面的一些经验教训,指出了当前研究工作中存在的问题,并对研究思路提出了一些建议,以期对未来RBCC燃烧组织的研究提供一定的参考。

关键词：火箭基组合循环(RBCC) 燃烧组织燃料喷注方案二次燃烧热力喉道调节

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冲压空气涡轮泵供应系统方案设计及特性分析

火箭推进 2015年第6期41卷 11-15页

作者：叶伟徐万武陈健宋长青国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

为了把冲压空气为动力的涡轮泵供应系统从亚燃冲压发动机拓展应用至超燃冲压发动机,基于煤油燃料的双燃烧室冲压发动机(DCR)提出了一种冲压空气涡轮泵供应系统方案。供应系统的设计方案中,对涡轮泵选型、系统的调控策略及取气/排气方案... 详细信息

为了把冲压空气为动力的涡轮泵供应系统从亚燃冲压发动机拓展应用至超燃冲压发动机,基于煤油燃料的双燃烧室冲压发动机(DCR)提出了一种冲压空气涡轮泵供应系统方案。供应系统的设计方案中,对涡轮泵选型、系统的调控策略及取气/排气方案进行了初步设计。同时,建立了供应系统的静态模型,通过系统压力、流量及功率平衡组成非线性方程组,使用牛顿迭代法对非线性方程组进行数值求解,得到了冲压空气涡轮泵供应系统在不同工况下的静态特性。最后,分析了飞行Ma范围在3.5~5.5下涡轮泵的性能和调节的变化规律。结果表明,涡轮所需的空气流量约占DCR发动机捕获空气总流量的3%,取气方案对发动机气动性能影响不大;离心泵的特性参数相对稳定,可以一直处于高效率工况下工作,但系统对增压后的燃料利用不足,造成涡轮功率利用率较低。

关键词：双燃烧室冲压发动机燃料供应系统冲压空气涡轮泵静态特性分析非线性方程组