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中心突扩燃烧室压强振荡试验研究

实验流体力学 2010年第2期24卷 5-9,73页

作者：李昊于胜春杨延强张勇殷哲海军航空工程学院飞行器工程系山东烟台264001 沈阳农业大学工程学院沈阳110161 山东理工大学轻工与农业工程学院山东淄博255091

对两种结构中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的压强振荡问题进行了气体冷流试验。试验结果表明,随入口速度的增大,压强整体脉动幅值也逐渐增大,脉动主频也有增大的趋势,但不是严格随入口速度的增大而增大。在速度比较低的情况下,单... 详细信息

对两种结构中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的压强振荡问题进行了气体冷流试验。试验结果表明,随入口速度的增大,压强整体脉动幅值也逐渐增大,脉动主频也有增大的趋势,但不是严格随入口速度的增大而增大。在速度比较低的情况下,单一主频的振荡起主要作用,振荡幅值随速度的增大而增大,当振幅增加到一定值时,该主频的振荡趋于饱和,而次频振荡的作用逐渐增大。对于同一入口速度,燃烧室不同位置,压强脉动的幅值不同,进气道流场的压强脉动幅值最大,而回流区流场的压强脉动幅值最小。

关键词：中心突扩燃烧室冷流压强振荡

轴对称后向台阶不稳定流动及压强振荡数值研究

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固体火箭技术 2012年第2期35卷 171-176,182页

作者：张翔宇何国强刘佩进西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室西安710072

使用翼柱形装药的战术发动机,在翼槽烧完时会出现轴对称的后向台阶结构,易产生转角涡脱落引起的声涡耦合现象。根据战术发动机中后向台阶流动特点设计简化模型,从线性稳定性理论出发,应用声涡耦合模态预测方法进行分析。采用湍流流动的... 详细信息

使用翼柱形装药的战术发动机,在翼槽烧完时会出现轴对称的后向台阶结构,易产生转角涡脱落引起的声涡耦合现象。根据战术发动机中后向台阶流动特点设计简化模型,从线性稳定性理论出发,应用声涡耦合模态预测方法进行分析。采用湍流流动的大涡模拟(LES)方法,进行了较宽来流Re数条件下后向台阶不稳定流动的数值模拟,获得了转角涡脱落产生的一般过程,分析了不同来流条件下的旋涡多尺度运动规律。通过分析流场中关键位置的压强振荡,研究了气动声学现象。结果表明,声涡耦合模态预测方法可对不同速度下可能诱发的声场固有频率进行合理预测。流场头部压强波动的振幅最大,频率与声场轴向声模态相耦合。再发展区出现低于轴向基频的宽峰振荡主要受大尺度旋涡运动的影响,该频率与基频接近时,会造成基频的多峰现象。当近壁面小尺寸旋涡形成频率接近声场某阶固有频率时,该频率及更低阶频率就有可能被激发。

关键词：后向台阶转角涡脱落压强振荡大涡模拟

燃烧室对接狭缝设计参数对压强振荡的影响研究

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固体火箭技术 2012年第4期35卷 474-478,484页

作者：王建儒何国强许团委田维平西北工业大学航天学院西安710072 中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025

为了获得分段式固体发动机药柱对接部位狭缝宽度对发动机压强振荡的影响规律,针对某典型分段式固体发动机建立了二维轴对称模型。采用大涡模拟(LES)方法,以"突扩比"为重要设计参数,完成了6种不同"突扩比"设计条件下的分段式发动机流场... 详细信息

为了获得分段式固体发动机药柱对接部位狭缝宽度对发动机压强振荡的影响规律,针对某典型分段式固体发动机建立了二维轴对称模型。采用大涡模拟(LES)方法,以"突扩比"为重要设计参数,完成了6种不同"突扩比"设计条件下的分段式发动机流场稳定性数值模拟,并分别对其压强-时间曲线进行了FFT分析。结果表明,随着"突扩比"的逐渐增大,燃烧室压强振荡频率基本不变,但压强振荡的幅值总体上呈现下降的趋势。所得分析结果已得到试验的初步验证。

关键词：分段式固体发动机压强振荡大涡模拟突扩比

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双脉冲固体火箭发动机压强振荡特性研究

航空动力学报 2015年第10期30卷 2553-2560页

作者：刘伟凯何国强王春光西北工业大学航天学院燃烧热结构与内流场重点实验室西安710072 中国航天科技集团公司航天动力技术研究院西安航天动力技术研究所西安710025

为了研究隔舱消融对双脉冲发动机中燃烧室的压强振荡影响规律,选择隔舱消融几个典型时刻进行研究,运用大涡模拟(LES)方法,对Ⅱ脉冲工作时的发动机流场稳定性进行数值模拟.最后得到了各工况下的压强时间曲线及其快速傅氏变换(FFT)结果.... 详细信息

为了研究隔舱消融对双脉冲发动机中燃烧室的压强振荡影响规律,选择隔舱消融几个典型时刻进行研究,运用大涡模拟(LES)方法,对Ⅱ脉冲工作时的发动机流场稳定性进行数值模拟.最后得到了各工况下的压强时间曲线及其快速傅氏变换(FFT)结果.分析表明:由于Ⅱ脉冲工作初期隔舱暴露在流场中产生额外扰动,以及隔舱级间通道形成狭窄通道的加速作用,是导致边界层分离而引起障碍涡脱落的主要因素.点火初期,双脉冲发动机易发生轻微压强振荡.随隔舱消融,整个流场在发动机工作中、后期逐渐趋于平稳.

关键词：双脉冲发动机隔舱压强振荡突收突扩大涡模拟

潜入式喷管背区空腔对压强振荡及旋涡运动影响的实验研究

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固体火箭技术 2010年第6期33卷 621-625页

作者：吴亚可何国强刘佩进陈晓龙肖波岳赟西北工业大学燃烧流动和热结构国家级重点实验室西安710072

通过转角涡脱落二维缩比实验器的冷流实验,验证了声-涡耦合机理,即当转角涡脱落频率与声腔固有频率接近时将引起压强振荡,并通过改变潜入式喷管背区空腔体积,研究了空腔体积大小对压强振荡以及旋涡运动的影响。实验结果表明,实验器中压... 详细信息

通过转角涡脱落二维缩比实验器的冷流实验,验证了声-涡耦合机理,即当转角涡脱落频率与声腔固有频率接近时将引起压强振荡,并通过改变潜入式喷管背区空腔体积,研究了空腔体积大小对压强振荡以及旋涡运动的影响。实验结果表明,实验器中压强振荡的振幅随着潜入式喷管背区空腔体积的减小而降低,当背区空腔体积为0时,压强振荡消失。通过高速流场显示技术,获得了不同背区空腔体积时的旋涡运动情况。分析表明,随着空腔体积的逐渐减小,旋涡脱落变得杂乱而没有规则,无法与实验器声腔耦合,从而不能产生压强振荡。

关键词：固体火箭发动机潜入式喷管涡脱落压强振荡高速摄影

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冲压发动机助推段压强振荡现象数值分析

推进技术 2008年第6期29卷 673-676页

作者：李强刘佩进李江何国强西北工业大学航天学院陕西西安710072

为了揭示串连式冲压发动机飞行助推段进气道和补然室内压强振荡产生的机理,针对冲压发动机的助推段开展了进气道和补燃室内流动的大涡模拟,获得了进气道和补然室内压强振荡的频率和振幅,并和飞行实验数据进行了对比。结果表明,在助推段... 详细信息

为了揭示串连式冲压发动机飞行助推段进气道和补然室内压强振荡产生的机理,针对冲压发动机的助推段开展了进气道和补燃室内流动的大涡模拟,获得了进气道和补然室内压强振荡的频率和振幅,并和飞行实验数据进行了对比。结果表明,在助推段串连式冲压发动机进气道和补燃室内发生的压强振荡现象属于典型的整体模式不稳定现象;助推飞行马赫数、飞行高度的变化对整体模式不稳定现象压强振荡的频率和振幅影响不大。

关键词：冲压发动机压强振荡整体模式不稳定大涡模拟

潜入喷管背部容腔对点火初期压强振荡影响的数值研究

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固体火箭技术 2011年第4期34卷 448-452页

作者：郜冶胡伟哈尔滨工程大学航天工程系哈尔滨150001

为深入了解点火初期药柱表面的压强振荡情况,采用计算流体力学软件FLUENT对固体火箭发动机喷管堵盖打开前的点火增压过程进行了轴对称数值计算,探讨了潜入喷管背部容腔对压强振荡的影响。计算结果表明,发动机头部和背部容腔内压强振荡... 详细信息

为深入了解点火初期药柱表面的压强振荡情况,采用计算流体力学软件FLUENT对固体火箭发动机喷管堵盖打开前的点火增压过程进行了轴对称数值计算,探讨了潜入喷管背部容腔对压强振荡的影响。计算结果表明,发动机头部和背部容腔内压强振荡最为剧烈,压强峰值和升压梯度峰值随容腔体积的增加而递减。结论可为药柱裂纹的扩展研究及固体火箭发动机的潜入喷管设计提供参考。

关键词：点火冲击波潜入喷管压强振荡升压梯度

介质温度和工作压强对发动机燃烧室中压强振荡的影响

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推进技术 2012年第6期33卷 902-906页

作者：刘佩进杨尚荣陈晓龙西北工业大学燃烧热结构与内流场重点实验室陕西西安710072

采用大涡模拟方法研究了介质温度和工作压强对模拟燃烧室中压强振荡的影响,旨在获得相同发动机结构条件下,冷流实验和发动机热试车之间压强振荡的联系,探索采用冷流实验方法研究实际发动机流动稳定性的可能性。研究结果表明对于相同结... 详细信息

采用大涡模拟方法研究了介质温度和工作压强对模拟燃烧室中压强振荡的影响,旨在获得相同发动机结构条件下,冷流实验和发动机热试车之间压强振荡的联系,探索采用冷流实验方法研究实际发动机流动稳定性的可能性。研究结果表明对于相同结构的发动机,冷热流之间存在很大程度的一致性,全尺寸发动机的实验数据和数值模拟结果也给予了验证,介质温度决定了压强振荡的频率,工作压强决定了振荡的振幅。

关键词：固体火箭发动机压强振荡声涡耦合温度压强燃烧室

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结构特性对燃烧室压强振荡的影响研究

弹箭与制导学报 2013年第1期33卷 117-120页

作者：许团委田维平王建儒西北工业大学航天学院西安710072 中国航天科技集团公司第四研究院第41所西安710025

为了揭示结构特性对固体发动机燃烧室压强振荡的影响规律,采用大涡模拟方法以"绝热环"及"潜入式喷管空腔背壁区"为重要结构设计参数,完成了4种不同结构设计条件下的典型VKI发动机流场稳定性数值模拟。最终获得了各工况下的压强-时间曲... 详细信息

为了揭示结构特性对固体发动机燃烧室压强振荡的影响规律,采用大涡模拟方法以"绝热环"及"潜入式喷管空腔背壁区"为重要结构设计参数,完成了4种不同结构设计条件下的典型VKI发动机流场稳定性数值模拟。最终获得了各工况下的压强-时间曲线及其FFT结果。分析表明:绝热环是引起旋涡脱落的主要因素,背壁区维持并加强了声涡耦合引起的声能增益,对压强振幅有较大的影响。

关键词：固体火箭发动机压强振荡大涡模拟方法绝热环背壁区