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题名推进剂微射流冷却对高温非平衡气动热的影响机理
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作者
邢旭雯
杨肖峰
刘磊
杜雁霞
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机构
空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室
中国空气动力研究与发展中心
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出处
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第4期20-29,I0001,共11页
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基金
国家重点研发计划项目(2019YFA0405202)
国家自然科学基金(12072361)。
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文摘
飞行器在高速飞行时,可利用自身携带的推进剂通过微孔射流实现冷却,达到主动热防护效果。但在高温非平衡流条件下,可压缩外流与微射流交汇、射流排挤/掺混/反应多过程交织,微射流冷却主导性机制和影响因素复杂。本文建立了微射流黏性壁面边界模型,开展了微射流作用下高温非平衡流场数值模拟,探讨了射流孔径、速度和孔间距对冷却效果的影响规律,发现高温非平衡流条件下推进剂微射流冷却由边界层排挤、多相催化弱化两个基本过程主导:(1)低温微射流喷出对边界层产生排挤作用,改变边界层剖面形态,降低紧邻壁面处的温度法向梯度,从而降低壁面法向导热,实现冷却;(2)低温氧分子工质微射流排挤近壁氧原子,弱化氧催化效应,导致催化热降低。参数化研究结果表明:质量流量不变,增大射流孔大小,降热率与冷却范围均下降;射流孔面积不变,增大微射流速度,降热率与冷却范围增大;质量流量不变,减小孔间距,展向平均降热率峰值减小,但孔下游冷却范围增大,呈现较均匀的冷却效果。以上研究可对未来微射流冷却主动热防护的设计与优化提供重要的理论支撑和技术参考。
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关键词
微射流冷却
非平衡流动
气动热
壁面催化
数值模拟
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Keywords
micro-jet cooling
non-equilibrium flow
aerodynamic heating
wall catalysis
numerical simulation
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分类号
V231.15
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名反应机理对燃烧室出口温度分布仿真结果的影响
被引量：3
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作者
范珍涔
程波
曹宗华
陈振辉
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机构
中国燃气涡轮研究院
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出处
《燃气涡轮试验与研究》
北大核心
2016年第4期17-21,共5页
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文摘
为考察不同反应机理对航空发动机燃烧室出口温度分布数值模拟的影响,基于小火焰模型,采用6种不同的航空煤油化学反应机理,对航空发动机燃烧室的三维两相燃烧流场进行了数值模拟。比较了各机理所预测的出口温度场和燃烧效率结果的异同,并结合试验数据进行分析,考察了各机理模拟燃烧室出口温度分布及效率的准确性。结果表明:23步反应机理和30步反应机理预测的出口温度分布及燃烧效率有较高的可信度,单步、2步、11步反应机理预测结果则与试验结果相差较大;H-O反应在反应机理中的作用非常关键,只考虑NO而不考虑其他NOx生成对模拟结果影响很小。
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关键词
航空发动机
燃烧室
出口温度分布
小火焰模型
航空煤油
化学反应机理
数值模拟
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Keywords
aero-engine
combustor
outlet temperature distribution
flamelet model
aviation kerosene
chemical reaction mechanism
numerical simulation
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分类号
V231.15
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名航空发动机双转子系统模态正交性和不平衡响应
被引量：1
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作者
黄江博
廖明夫
程荣辉
古远兴
李明
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机构
西北工业大学动力与能源学院
中国航空发动机集团沈阳发动机设计研究所
中国航空发动机集团中国燃气涡轮研究院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第21期176-189,共14页
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基金
国家科技重大专项(2017-IV-0001-0038)。
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文摘
双转子系统具有低压转子激励和高压转子激励的两组振动模态,而这两组模态的正交性是双转子系统动力学特性的核心要素。因此建立了带有中介轴承和分叉结构的航空发动机双转子动力学模型,用以分析双转子系统模态的正交性。采用复模态法分析了双转子系统在不同激励下的模态正交性,推导出正交性的条件集合。发现当双转子系统的速比不变时,双转子系统在各自激励方式下的模态关于刚度矩阵与惯量矩阵是正交的。但在不同激励方式下的模态之间不存在正交性。另外基于模态正交性经过模态分解,得到双转子系统不平衡响应的统一表达式。最后以某型航空发动机双转子系统为例用以验证之前的结论。采用离散有限元和状态向量相结合的方法计算了转速比恒定或非恒定时不同激励下的模态,并构建了模态正交性数值用以评估模态的正交性。评估结果与推导的正交性条件集吻合。
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关键词
模态正交性
不平衡响应
航空发动机
双转子
转速比
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Keywords
modal orthogonality
unbalance response
aeroengine
dual-rotor
rotating speed ratio
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分类号
V231.15
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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