液氧甲烷燃气发生器燃烧不稳定性预测仿真

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作者 鞠睿立 乔文通 +3 位作者 张冰冰 成锦博 李敬轩 富庆飞 《火箭推进》 北大核心 2025年第1期156-167,共12页

燃烧不稳定现象严重危害着火箭发动机的正常工作,预测并消除燃烧不稳定对提高系统可靠性意义重大。为了研究某型号液体火箭发动机燃气发生器的高频纵向燃烧不稳定问题,基于热声解耦法对两种给定工况在2阶纵向-0阶切向-0阶径向模态下的... 燃烧不稳定现象严重危害着火箭发动机的正常工作,预测并消除燃烧不稳定对提高系统可靠性意义重大。为了研究某型号液体火箭发动机燃气发生器的高频纵向燃烧不稳定问题,基于热声解耦法对两种给定工况在2阶纵向-0阶切向-0阶径向模态下的燃烧不稳定性进行预测。采用通用CFD软件Fluent对稳态燃烧场及不同来流扰动频率下的非稳态燃烧场进行数值仿真计算,提取热释放率并计算火焰传递函数。结合声学仿真求解热源扰动下燃烧室的Helmholtz方程,得到模态频率及声学模态增长率,进而判断出对应声学模态下燃烧室的热声不稳定性。结果表明:在2阶纵向-0阶切向-0阶径向模态下,工况1能够稳定燃烧,而工况2出现燃烧不稳定现象。热声解耦法对于预测液氧甲烷发动机燃烧不稳定性可提供一定的参考。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 燃烧不稳定 数值模拟 热声解耦 声学模态

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亚燃冲压发动机中凹腔与V槽火焰稳定器性能对比分析 被引量：9

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作者 李庆 潘余 +1 位作者 谭建国 王振国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期35-40,共6页

通过亚燃冲压发动机直连式试验和数值计算,对凹腔火焰稳定器及V槽火焰稳定器的点火性能和燃烧性能进行了初步研究.结果表明,凹腔火焰稳定器可以直接用高能火花塞点燃,而V槽火焰稳定器只能用氢气引导火焰点燃;火焰稳定方式与燃料的喷注... 通过亚燃冲压发动机直连式试验和数值计算,对凹腔火焰稳定器及V槽火焰稳定器的点火性能和燃烧性能进行了初步研究.结果表明,凹腔火焰稳定器可以直接用高能火花塞点燃,而V槽火焰稳定器只能用氢气引导火焰点燃;火焰稳定方式与燃料的喷注方式相对应,中心喷注方式适用于V槽火焰稳定器,壁面或者贴近壁面的喷注方式适用于凹腔火焰稳定器.燃烧性能方面,凹腔属于边区组织燃烧方式,V槽火焰稳定器属于中心组织燃烧方式,更有利于已燃气体和未燃气体的混合.凹腔与V槽的燃烧效率较为相近,但V槽火焰稳定器具有较高的总压损失. 展开更多

关键词 冲压发动机 凹腔 V槽 火焰稳定器

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燃气发生器结构对燃烧性能的影响 被引量：12

3

作者 李庆 李清廉 王振国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2062-2067,共6页

为了确定最佳的燃气发生器结构,对不同结构的燃气发生器进行了对比试验,考察了喷嘴尺寸、燃烧室长度、燃烧室构型等因素对燃气发生器燃烧性能的影响.研究结果表明:在一定范围内增大喷嘴尺寸,燃烧性能基本不受影响,但却可以缩短燃气发生... 为了确定最佳的燃气发生器结构,对不同结构的燃气发生器进行了对比试验,考察了喷嘴尺寸、燃烧室长度、燃烧室构型等因素对燃气发生器燃烧性能的影响.研究结果表明:在一定范围内增大喷嘴尺寸,燃烧性能基本不受影响,但却可以缩短燃气发生器的点火延迟时间,并且增大流量调节范围;增加燃烧室长度可以明显的提高燃烧效率;燃烧室的构型对燃烧性能有很大影响,收缩-扩张型着火段影响了燃烧过程,降低了燃烧效率,燃气发生器设计不宜采用这种构型. 展开更多

关键词 点火延迟 着火时间 特征长度 燃烧室构型 燃烧效率

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氧气/醇类燃气发生器启动过程试验研究 被引量：11

4

作者 李清廉 李庆 王振国 《火箭推进》 CAS 2010年第1期13-18,共6页

对氧气/醇类燃气发生器进行了热态试验,对启动过程进行了描述和分析,并引入点火时间和着火延迟两个参数深入研究了燃气发生器的启动规律。研究表明,燃烧室流量密度的增加对燃气发生器的点火时间影响不大,但会引起着火延迟的明显增加;时... 对氧气/醇类燃气发生器进行了热态试验,对启动过程进行了描述和分析,并引入点火时间和着火延迟两个参数深入研究了燃气发生器的启动规律。研究表明,燃烧室流量密度的增加对燃气发生器的点火时间影响不大,但会引起着火延迟的明显增加;时序中氧气与燃料两种组元进入燃烧室的时刻对启动过程有较大的影响,二者存在一个最优的时间间隔,可以保证燃气发生器快速、平稳、安全的启动。 展开更多

关键词 点火时间 着火延迟 启动过程 流量密度

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凹腔型亚燃冲压发动机燃烧效率研究 被引量：4

5

作者 谭建国 黄国庆 +1 位作者 潘余 王振国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1415-1419,共5页

通过开展亚燃冲压发动机直连式试验,研究了不同来流条件、不同余气系数时的燃烧性能.结果表明:燃烧效率受来流温度的影响较小,但随着余气系数增加,燃烧效率降低.总体而言,凹腔型燃烧室具有0.9左右的燃烧效率,初步达到了亚燃冲压发动机... 通过开展亚燃冲压发动机直连式试验,研究了不同来流条件、不同余气系数时的燃烧性能.结果表明:燃烧效率受来流温度的影响较小,但随着余气系数增加,燃烧效率降低.总体而言,凹腔型燃烧室具有0.9左右的燃烧效率,初步达到了亚燃冲压发动机的实用化要求. 展开更多

关键词 亚燃冲压发动机 燃烧效率 凹腔 余气系数 直连式

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嵌银丝端燃药柱燃气发生器理论性能分析 被引量：5

6

作者 于宁 杨涛 +1 位作者 刘巍 李理 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期180-183,共4页

为了研究嵌入金属丝后端燃药柱燃速的变化规律,探讨嵌金属丝端燃药柱燃气发生器应用于非壅塞固体火箭冲压发动机中的可行性。采用编制的零维内弹道程序,对嵌银丝端燃药柱燃气发生器的理论性能进行了分析。算例结果显示:嵌入银丝能有效... 为了研究嵌入金属丝后端燃药柱燃速的变化规律,探讨嵌金属丝端燃药柱燃气发生器应用于非壅塞固体火箭冲压发动机中的可行性。采用编制的零维内弹道程序,对嵌银丝端燃药柱燃气发生器的理论性能进行了分析。算例结果显示:嵌入银丝能有效提高推进剂的燃速;设计稳态段较长的内弹道曲线是嵌银丝端燃药柱燃气发生器应用于非壅塞固体火箭冲压发动机中的关键。 展开更多

关键词 燃气发生器 嵌银丝 端燃药柱 零维内弹道

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一氧化二氮/乙醇燃气发生器试验研究 被引量：7

7

作者 刘盛田 胡兴伟 +1 位作者 柳琪 邱雄飞 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第S2期223-226,共4页

根据引射器高温燃气引射工质使用需求,提出了一氧化二氮/乙醇双组元推进剂组合燃气发生器方案,介绍了燃气发生器结构设计和试验系统,采用75%乙醇燃料与一氧化二氮进行燃烧反应,同时往燃气中注入掺混水的方式,在多种工况下成功进行了燃... 根据引射器高温燃气引射工质使用需求,提出了一氧化二氮/乙醇双组元推进剂组合燃气发生器方案,介绍了燃气发生器结构设计和试验系统,采用75%乙醇燃料与一氧化二氮进行燃烧反应,同时往燃气中注入掺混水的方式,在多种工况下成功进行了燃气发生器热试车。结果表明,燃气发生器设计合理,易于点火,能够在较宽的参数范围内生成稳定的高温燃气流。 展开更多

关键词 一氧化二氮 燃气发生器 点火 离心式喷嘴 热试车

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220t级补燃循环氢氧发动机推力室研制 被引量：8

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作者 丁兆波 刘倩 +3 位作者 王天泰 杨继东 孙纪国 龚杰峰 《火箭推进》 CAS 2021年第4期13-21,共9页

推力室是220 t级高压补燃循环大推力氢氧发动机的核心部件,其技术提升幅度大,涉及关键技术多,攻关难度大。通过开展多方案对比分析、全面的数值仿真优化、缩尺热试验验证确定了大推力补燃循环氢氧发动机推力室的主要设计方案:喷注器采... 推力室是220 t级高压补燃循环大推力氢氧发动机的核心部件,其技术提升幅度大,涉及关键技术多,攻关难度大。通过开展多方案对比分析、全面的数值仿真优化、缩尺热试验验证确定了大推力补燃循环氢氧发动机推力室的主要设计方案:喷注器采用四底三腔方案氧腔居中,燃烧效率高达99.7%;身部采用边区低混合比+气膜冷却+再生冷却的组合热防护方式,设计喉部最高气壁温为732 K;喷管上段采用铣槽内壁与外壁扩散钎焊的再生冷却方案;喷管下段采用高超音速气膜/辐射冷却方案。通过关键技术攻关初步突破了高效补燃喷注器、大流量推力室稳定燃烧、大热流身部热防护、高效率喷管造型、大尺寸高效再生冷却喷管、大尺寸单壁气膜/辐射冷却喷管等六项关键子技术,主要的技术指标能够满足设计的要求,为后续工程研制奠定了坚实的技术基础。 展开更多

关键词 高压补燃 氢氧发动机 推力室 仿真研究 热试验

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应用BP-ART混合神经网络的推进系统状态监控实时系统(英文) 被引量：5

9

作者 杨尔辅 张振鹏 +1 位作者 刘国球 崔定军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期10-15,共6页

应用ＢＰ－ＡＲＴ混合神经网络提出了一种供推进系统状态监控实时使用的系统，其拓扑结构为： 第一层处理单元由ＢＰ神经网络组成， 每个ＢＰ网络代表一个相应的推进系统组件； 第二层处理单元为一个ＡＲＴ神经网络， 网络的每一个输出... 应用ＢＰ－ＡＲＴ混合神经网络提出了一种供推进系统状态监控实时使用的系统，其拓扑结构为： 第一层处理单元由ＢＰ神经网络组成， 每个ＢＰ网络代表一个相应的推进系统组件； 第二层处理单元为一个ＡＲＴ神经网络， 网络的每一个输出代表推进系统的一种“健康状态”， 据此可对其故障进行“诊断”。该混合结构充分发挥了两类网络的优点， 展开更多

关键词 液体推进剂 火箭发动机 推进系统 神经网络 监控

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燃气发生器身部多学科设计优化 被引量：4

10

作者 童晓艳 蔡国飙 +1 位作者 尘军 王珏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1250-1254,共5页

为了探索液体火箭发动机多学科设计优化的一般方法,以液体火箭发动机燃气发生器身部为研究对象,在对其进行面向设计的多学科分析的基础上,建立了燃气发生器身部的多学科优化模型,涉及流动、传热、结构强度3个相互耦合的学科.引入了一种... 为了探索液体火箭发动机多学科设计优化的一般方法,以液体火箭发动机燃气发生器身部为研究对象,在对其进行面向设计的多学科分析的基础上,建立了燃气发生器身部的多学科优化模型,涉及流动、传热、结构强度3个相互耦合的学科.引入了一种新的多目标方法———物理规划方法处理其中的多目标优化问题,通过类别函数将设计者的偏好转化为优化目标,避免了对各个不同大小和量纲的分目标之间重要性的比较和权衡.优化结果显示,利用多学科设计优化减轻了燃气发生器的质量,改善了原有设计,能够提高发动机的设计水平. 展开更多

关键词 优化 燃气发生器 规划理论 多学科设计优化 物理规划

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高压补燃大推力氢氧发动机预燃室关键技术 被引量：5

11

作者 丁兆波 潘刚 +1 位作者 牛旭东 孙纪国 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2020年第4期39-44,共6页

预燃室作为220吨级高压补燃循环大推力氢氧发动机的核心部件,技术提升幅度大,涉及关键技术多,难度大。通过多方案对比论证、全面数值优化仿真、关键技术冷热试试验验证等途径和方法对预燃室开展了关键技术研究和方案深化论证,主要技术... 预燃室作为220吨级高压补燃循环大推力氢氧发动机的核心部件,技术提升幅度大,涉及关键技术多,难度大。通过多方案对比论证、全面数值优化仿真、关键技术冷热试试验验证等途径和方法对预燃室开展了关键技术研究和方案深化论证,主要技术指标满足设计要求,全面突破了宽工况下的高效稳定燃烧、身部可靠热防护和燃气温度均匀性控制等三项关键子技术,为后续工程研制奠定了坚实的技术基础。 展开更多

关键词 补燃循环 氢氧发动机 预燃室 关键技术

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气氧/煤油富燃燃气发生器积碳特性试验研究 被引量：2

12

作者 张锋 严宇 +1 位作者 杨伟东 杨尚荣 《火箭推进》 CAS 2017年第6期76-81,共6页

开展了气氧/煤油富燃燃气发生器在混合比0.25~0.50、室压1.0~4.0 MPa范围内的燃烧试验,获得了混合比和室压对发生器碳烟生成及沉积特性的影响规律。试验表明,在本研究范围内,富燃燃气发生器内的燃烧未达到化学平衡状态。当混合比小于0.4... 开展了气氧/煤油富燃燃气发生器在混合比0.25~0.50、室压1.0~4.0 MPa范围内的燃烧试验,获得了混合比和室压对发生器碳烟生成及沉积特性的影响规律。试验表明,在本研究范围内,富燃燃气发生器内的燃烧未达到化学平衡状态。当混合比小于0.4时,积碳量随混合比的增大略有增加,但均不明显;当混合比大于0.4时,积碳量显著增加。在室压1.0~4.0 MPa范围内,室压对碳烟的生成具有重要影响,并存在一个介于1.0~2.0 MPa之间的临界压力,当室压低于此临界压力时,燃烧过程中无碳烟生成。 展开更多

关键词 煤油 富燃燃气发生器 碳烟 临界压力

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基于阶比分析技术的燃气发生器转子支承松动故障诊断方法 被引量：3

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作者 王兆丰 蒋学军 刘忠华 《航空发动机》 2013年第5期9-13,共5页

振动特征分析是燃气发生器健康监测与故障诊断的重要手段,其中非平稳信号阶比分析技术是机械振动特征分析的重要方法。针对某型双转子燃气发生器变速工况下发生的转子支承松动故障,在分析该故障振动机理的基础上,介绍了阶比分析技术与... 振动特征分析是燃气发生器健康监测与故障诊断的重要手段,其中非平稳信号阶比分析技术是机械振动特征分析的重要方法。针对某型双转子燃气发生器变速工况下发生的转子支承松动故障,在分析该故障振动机理的基础上,介绍了阶比分析技术与发生器整机振动测试系统,通过实例分析进行了故障诊断,找到了故障发生的原因,验证了方法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 燃气发生器 转子 支承松动 阶比分析 故障诊断

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某蒸发式稳定器燃烧特性及供油匹配数值研究 被引量：2

14

作者 丁兆波 金捷 《火箭推进》 CAS 2012年第4期43-48,共6页

为了研究一种适用于亚燃冲压发动机燃烧室的蒸发式火焰稳定器方案,采用PDF燃烧模型对其燃烧特性及供油匹配进行了流动及两相燃烧数值模拟与分析,重点研究了不同主燃区/局部供油匹配以及不同主燃区供油浓度分布等对燃烧性能的影响,获得... 为了研究一种适用于亚燃冲压发动机燃烧室的蒸发式火焰稳定器方案,采用PDF燃烧模型对其燃烧特性及供油匹配进行了流动及两相燃烧数值模拟与分析,重点研究了不同主燃区/局部供油匹配以及不同主燃区供油浓度分布等对燃烧性能的影响,获得了燃气温度峰值与均匀性相对优化的供油方案。 展开更多

关键词 冲压燃烧室 蒸发式稳定器 燃烧特性 供油匹配 数值研究

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基于Modelica和Dymola的航空发动机燃气发生器的建模与性能仿真 被引量：5

15

作者 任志彬 孟光 +1 位作者 王廷兴 Jay Fletch 《航空发动机》 2006年第4期36-39,共4页

基于对压气机、涡轮与燃烧室共同工作条件的分析,建立了1种快速简便的单轴燃气发生器性能仿真模型;用Modelica语言和Dymola编译器实现了单轴燃气发生器的性能仿真,验证了该模型的有效性。结果表明:该模型能够模拟单轴燃气发生器的性能,... 基于对压气机、涡轮与燃烧室共同工作条件的分析,建立了1种快速简便的单轴燃气发生器性能仿真模型;用Modelica语言和Dymola编译器实现了单轴燃气发生器的性能仿真,验证了该模型的有效性。结果表明:该模型能够模拟单轴燃气发生器的性能,并能实现非设计转速小流量工况下的性能仿真。 展开更多

关键词 燃气发生器 单轴 建模 仿真 MODELICA DYMOLA

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液体发动机燃烧室流场模拟的并行SIMPLE算法 被引量：1

16

作者 赵文涛 王正华 杨晓东 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期16-18,共3页

用串行和并行ＳＩＭＰＬＥ算法对液体火箭发动机燃烧室内的复杂流动进行了数值模拟。控制方程组用欧拉坐标系下的Ｎ－Ｓ方程组描述。在并行虚拟机环境下研究了交错网格系统中参数的传输和接受模式， 从计算结果可以看出并行计算的效率... 用串行和并行ＳＩＭＰＬＥ算法对液体火箭发动机燃烧室内的复杂流动进行了数值模拟。控制方程组用欧拉坐标系下的Ｎ－Ｓ方程组描述。在并行虚拟机环境下研究了交错网格系统中参数的传输和接受模式， 从计算结果可以看出并行计算的效率较高， 是解决此类复杂流动大规模数值模拟问题的有效手段之一。 展开更多

关键词 液体发动机 燃烧室 流场模拟 并行SIMPLE算法

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提高火药燃气驱动冲击式涡轮效率的途径探讨 被引量：1

17

作者 张远君 刘竹莹 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期26-30,共5页

探讨了以火药燃气作为工质的运载火箭中所用的冲击式涡轮效率提高的途径。给出了具有小反力度冲击式涡轮效率的计算方法和火药燃气中含有微粒流时冲击式涡轮效率的选代计算方法。对四种情况下计算结果进行了对比分析。计算结果与试验结... 探讨了以火药燃气作为工质的运载火箭中所用的冲击式涡轮效率提高的途径。给出了具有小反力度冲击式涡轮效率的计算方法和火药燃气中含有微粒流时冲击式涡轮效率的选代计算方法。对四种情况下计算结果进行了对比分析。计算结果与试验结果符合良好。 展开更多

关键词 火箭发动机 燃气发生器 数值计算 透平

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过氧化氢/酒精燃气发生器系统稳定性仿真

18

作者 谭建国 刘景华 王振国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期78-81,共4页

为解决某过氧化氢/酒精燃气发生器中出现的低频不稳定现象,开展了耦合二维燃烧室模型和一维供应系统模型的仿真研究,得到了燃气发生器内的低频振荡现象,振荡频率与试验值较一致,分析了各种因素对稳定度的影响。结果表明:混合维仿真方法... 为解决某过氧化氢/酒精燃气发生器中出现的低频不稳定现象,开展了耦合二维燃烧室模型和一维供应系统模型的仿真研究,得到了燃气发生器内的低频振荡现象,振荡频率与试验值较一致,分析了各种因素对稳定度的影响。结果表明:混合维仿真方法有利于提高系统仿真的可靠度,过小的喷注压降、较低的燃烧温度,是造成系统不稳定的主要因素。 展开更多

关键词 燃气发生器 系统稳定性 仿真 过氧化氢

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燃气发生器旋风式过滤器除尘效率数值模拟

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作者 魏志军 张平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期23-25,共3页

旋风式燃气过滤器是一种对燃气发生器产生的燃气进行过滤的装置 ,入口倾角和燃气温度的变化都会对其内部流动状况和除尘效率产生影响。用SIMPLE算法和IPSA算法对旋风过滤器内的三维两相流场进行了数值模拟。通过计算发现 ,对于所研究的... 旋风式燃气过滤器是一种对燃气发生器产生的燃气进行过滤的装置 ,入口倾角和燃气温度的变化都会对其内部流动状况和除尘效率产生影响。用SIMPLE算法和IPSA算法对旋风过滤器内的三维两相流场进行了数值模拟。通过计算发现 ,对于所研究的过滤器 ,最佳入口倾角为 10°左右 ,而温度变化会引起流动状况和除尘效率的较大改变。 展开更多

关键词 燃气发生器 过滤器 除尘效率 数值模拟

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燃气发生器燃烧产物平衡组分及其迁移性质的确定

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作者 邱雄飞 刘盛田 +3 位作者 郭建增 柳琪 胡兴伟 毕新刚 《舰船科学技术》 2010年第12期70-72,共3页

以长时间运行燃气发生器的水冷衬套设计为需求背景,介绍了燃气发生器的燃烧产物平衡组分以及燃烧产物热导率、粘性2种迁移性质的计算方法,并依据该方法编写了计算程序,所述方法具有一定的精度,所编程序能快速的为燃气发生器的热防护设... 以长时间运行燃气发生器的水冷衬套设计为需求背景,介绍了燃气发生器的燃烧产物平衡组分以及燃烧产物热导率、粘性2种迁移性质的计算方法,并依据该方法编写了计算程序,所述方法具有一定的精度,所编程序能快速的为燃气发生器的热防护设计提供必须的原始数据。 展开更多

关键词 燃气发生器 平衡组分 迁移性质

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