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考虑燃料雾化的气液两相连续旋转爆轰数值模拟

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推进技术 2022年第1期43卷 175-183页

作者：徐高翁春生康楠武郁文郑权南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094 中国兵器工业第三〇四厂山西长治046012

为研究气液两相连续旋转爆轰发动机燃烧室内爆轰波的传播特性,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,建立了欧拉-拉格朗日模型进行二维数值仿真,其中气相方程采用时空守恒元与求解元方法求解,液相方程采用标准四阶龙格库塔法求解。在两相旋转... 详细信息

为研究气液两相连续旋转爆轰发动机燃烧室内爆轰波的传播特性,以汽油为燃料,富氧空气为氧化剂,建立了欧拉-拉格朗日模型进行二维数值仿真,其中气相方程采用时空守恒元与求解元方法求解,液相方程采用标准四阶龙格库塔法求解。在两相旋转爆轰模型还考虑了液滴雾化破碎过程。计算结果表明:起爆后形成的初始爆轰波经过初始燃料填充区域后逐渐衰减,随后入口附近新生成的压力波经过一系列发展形成了自持稳定传播的旋转爆轰波;旋转爆轰波的传播模态受燃料与氧化剂的喷注压力和氧化剂填充比影响,在不同工况下旋转爆轰波呈现出4种传播模态,即稳定单波模态、稳定双波模态、不稳定双波模态和不稳定单波模态;在双波模态工况下,燃烧室内初始只形成1个爆轰波,后由入口附近局部爆炸产生的压力波发展为新的爆轰波,转化为双波模态后爆轰波的强度略有下降,但燃烧室整体推力更加平稳。

关键词：连续旋转爆轰发动机两相爆轰欧拉-拉格朗日模型雾化时空守恒元与求解元方法传播模态

进气温度和当量比对脉冲爆轰发动机工作过程影响

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航空动力学报 2015年第1期30卷 29-37页

作者：蒋弢翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

为了研究进气温度和当量比对脉冲爆轰发动机工作过程的影响,建立了带简单化学反应的气液两相爆轰欧拉-拉格朗日模型,使用二维时空守恒元与求解元(CE/SE)方法和变步长4阶龙格-库塔法分别求解气液两相爆轰方程.计算结果表明:提高进气温度... 详细信息

为了研究进气温度和当量比对脉冲爆轰发动机工作过程的影响,建立了带简单化学反应的气液两相爆轰欧拉-拉格朗日模型,使用二维时空守恒元与求解元(CE/SE)方法和变步长4阶龙格-库塔法分别求解气液两相爆轰方程.计算结果表明:提高进气温度,能加速液滴雾化、蒸发,缩短燃烧转爆轰距离和时间,但是会降低爆轰波的峰值压力;当量比小于1.1时,增加当量比,能缩短燃烧转爆轰距离和时间,提高爆轰波的峰值压力,加快爆轰波传播速度;当量比大于等于1.1时,增加当量比,能小幅提高爆轰波速传播度和缩短燃烧转爆轰距离和时间,但对爆轰波的峰值压力影响很小.

关键词：脉冲爆轰发动机欧拉-拉格朗日模型时空守恒元与求解元方法两相爆轰雾化蒸发

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脉冲爆震发动机内轴对称压力场研究

弹道学报 2008年第1期20卷 1-4,10页

作者：王杰翁春生南京理工大学动力工程学院南京210094 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

为了研究脉冲爆震发动机内压力波系的特点,推导了二维时空守恒元与求解元(CE/SE)方法,将该方法用于无喷管和带收敛扩张喷管2种脉冲爆震发动机内流场的计算中.计算结果表明,脉冲爆震发动机由于爆震波的存在使其内压力出现强间断;带收敛... 详细信息

为了研究脉冲爆震发动机内压力波系的特点,推导了二维时空守恒元与求解元(CE/SE)方法,将该方法用于无喷管和带收敛扩张喷管2种脉冲爆震发动机内流场的计算中.计算结果表明,脉冲爆震发动机由于爆震波的存在使其内压力出现强间断;带收敛扩张喷管的脉冲爆震发动机由于喷管的存在,发动机内压力场由爆震波及其后产生的一系列反射压缩波和膨胀波相互作用、相互叠加而成.计算结果对脉冲爆震发动机的机理及流场特性研究具有重要的参考价值.

关键词：脉冲爆震发动机数值计算压力场时空守恒元与求解元方法

雾化混合对气液两相脉冲爆轰发动机工作过程的影响

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南京理工大学学报 2013年第5期37卷 692-698页

作者：蒋弢翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为了研究雾化混合对脉冲爆轰发动机工作性能的影响,建立了气液两相爆轰欧拉-拉格朗日模型,气相采用时空守恒元与求解元方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。计算结果表明,雾化后液滴的索泰尔平均半径小于某临界值时,可形成稳定的爆轰... 详细信息

为了研究雾化混合对脉冲爆轰发动机工作性能的影响,建立了气液两相爆轰欧拉-拉格朗日模型,气相采用时空守恒元与求解元方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。计算结果表明,雾化后液滴的索泰尔平均半径小于某临界值时,可形成稳定的爆轰波。加快填充速度时,轴向进气比径向进气更有利于液滴雾化和两相混合,且点火起爆距离和时间缩短。

关键词：脉冲爆轰发动机欧拉-拉格朗日模型时空守恒元与求解元方法两相爆轰雾化混合

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气液两相脉冲爆轰发动机的建模和仿真

计算机仿真 2012年第8期29卷 76-80,88页

作者：蒋弢翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

研究脉冲爆轰发动机喷射混合装置设计问题,针对两相爆轰流场中燃料液滴半径和数量实际上分布的不均匀性,为了建立更符合实际的模型,提出了气液两相爆轰的欧拉-拉格朗日模型,对气相采用CE/SE方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。得到... 详细信息

研究脉冲爆轰发动机喷射混合装置设计问题,针对两相爆轰流场中燃料液滴半径和数量实际上分布的不均匀性,为了建立更符合实际的模型,提出了气液两相爆轰的欧拉-拉格朗日模型,对气相采用CE/SE方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。得到了液滴在爆轰管内的分布及对管内流场的影响。分析了填充速度和点火能量,不同液滴半径,单液滴粒径模型和Rosin-Rammler分布模型对燃烧转爆轰过程的影响。仿真结果表明,减小液滴半径,提高气液混合均匀程度和加快填充速度(点火能量足够大时)都可缩短点火起爆距离和时间,并为脉冲爆轰发动机提供了设计依据。

关键词：脉冲爆轰发动机欧拉-拉格朗日模型时空守恒元与求解元方法两相爆轰燃烧转爆轰

等离子体射流对PDE快速起爆影响的数值仿真

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计算机仿真 2013年第11期30卷 15-19页

作者：林玲翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

在发动机爆轰管内快速优化点火起爆问题的研究中,产生稳定的爆轰波可使发动机获得稳定的推力。为明确上述过程,采用等离子射流快速起爆,建立多相爆轰模型,应用高精度CE/SE方法数值求解,研究等离子体射流对脉冲爆轰发动机起爆过程的影响... 详细信息

在发动机爆轰管内快速优化点火起爆问题的研究中,产生稳定的爆轰波可使发动机获得稳定的推力。为明确上述过程,采用等离子射流快速起爆,建立多相爆轰模型,应用高精度CE/SE方法数值求解,研究等离子体射流对脉冲爆轰发动机起爆过程的影响。仿真结果表明:等离子体射流点火方式能很好的实现燃烧转爆轰过程,并形成稳定的爆轰波。射流能量和时间对燃烧转爆轰有显著的影响,当等离子体射流充分点燃可爆混合物,继续增加射流能量和时间对燃烧转爆轰影响较小。仿真结果对脉冲爆轰发动机的实验与设计均具有重要指导。

关键词：等离子体射流脉冲爆轰发动机时空守恒元与求解元方法多相爆轰

文氏管对气液两相脉冲爆轰发动机工作过程影响的数值模拟

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工程力学 2014年第1期31卷 229-235页

作者：蒋弢翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

为研究文氏管对脉冲爆轰发动机内雾化混合和爆轰过程的影响,建立了气液两相爆轰的欧拉-拉格朗日模型,其中气相采用时空守恒元与求解元方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。计算结果表明:文氏管能加快液滴雾化、两相混合,缩短点火起爆... 详细信息

为研究文氏管对脉冲爆轰发动机内雾化混合和爆轰过程的影响,建立了气液两相爆轰的欧拉-拉格朗日模型,其中气相采用时空守恒元与求解元方法求解,液相采用四阶龙格库塔法求解。计算结果表明:文氏管能加快液滴雾化、两相混合,缩短点火起爆距离和时间;并且喷嘴安装在文氏管喉部时点火起爆距离和时间最短。研究结果可为脉冲爆轰发动机的优化设计提供参考。

关键词：脉冲爆轰发动机文氏管时空守恒元与求解元方法雾化混合两相爆轰

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