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支板火箭构型对引射进气与主次流相互作用特性影响实验研究 被引量：1
1
作者 罗飞腾 姚达豪 +3 位作者 李新珂 渠镇铭 陈文娟 龙垚松 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期115-131,共17页
一次火箭射流与二次空气流之间的主次流相互作用是火箭基组合循环(RBCC)发动机引射模态工作过程的主导机制,对引射模态性能具有关键性影响。基于典型支板火箭RBCC发动机特征流道模型,进行了三种不同支板火箭构型的宽工况冷喷流引射试验... 一次火箭射流与二次空气流之间的主次流相互作用是火箭基组合循环(RBCC)发动机引射模态工作过程的主导机制,对引射模态性能具有关键性影响。基于典型支板火箭RBCC发动机特征流道模型,进行了三种不同支板火箭构型的宽工况冷喷流引射试验,获得了引射进气特性、主次流相互作用特性与规律。研究结果表明:随着一次流流量、总压比增加,二次流引射进气马赫数逐渐增大,流量逐渐增加至某一最大值,而引射比持续单调减小;无量纲分析显示,单矩形喷管的支板火箭构型相对于双圆形喷管构型具有更强的引射能力,在相同一次流流量与喷管喉道面积时能提高10%~40%的流量通量比,且支板尾缘带波瓣凹槽结构有利于提升引射能力。从主次流内流过程来看,随着一次流流量、总压比增加,内流道压力分布整体上逐渐降低,马赫数分布逐渐提高,反映出内流加速降压、引射进气流量增加的过程,同时下游的引射增压比呈增大趋势,以更大的总压损失为代价;相同一次流流量时,单矩形喷管构型相对于双圆形喷管引起的内流道压力更低、马赫数更高,实现基本相当的引射比时总压恢复系数相对更高。随着主次流总压比的增加,主次流的速度比和对流马赫数呈现减小的趋势,而压比和密度比则有所增加;双圆形喷管构型时速度比和对流马赫数明显高于单矩形喷管构型,而压比和密度比则相对更低;这些参数梯度变化在初始状态层面上决定了主次流相互作用的过程及其宏观特性。 展开更多
关键词 火箭基组合循环发动机 主次流相互作用 引射模态 支板火箭 实验研究
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内嵌火箭的管道流场计算分析
2
作者 王晓栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期714-720,共7页
为了研究管道火箭几何分布、工作条件及流道几何外形对流场和二次来流引射特性的影响,以含双方程k-ωSST湍流模式的质量平均Navier-Stokes方程为控制方程,对含火箭的管道流场进行了数值模拟,对比研究了管道火箭位置、燃烧室压强对管道... 为了研究管道火箭几何分布、工作条件及流道几何外形对流场和二次来流引射特性的影响,以含双方程k-ωSST湍流模式的质量平均Navier-Stokes方程为控制方程,对含火箭的管道流场进行了数值模拟,对比研究了管道火箭位置、燃烧室压强对管道流场及二次来流引射特性的影响。结果表明:在管道火箭膨胀喷流没有碰触管道侧壁前,二次来流流量随火箭燃烧室压强的增加而增加,而一旦火箭膨胀喷流边界快速膨胀至流道壁面,被引射来流流量将很难得到进一步增加;随着飞行马赫数的增加,二次来流冲压作用增强,可用来调制管道流场;远场来流静止对应于起飞阶段,正是火箭在最大燃烧室压力(满功率)工作阶段,由此需要较好地解决火箭与管道的尺度匹配问题,否则很难获得相应的增益,内嵌(支板)火箭概念更适用于起飞后的飞行阶段。 展开更多
关键词 管道火箭 火箭喷流 支板射流 引射 数值模拟
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冲压燃烧室内的燃料扩散性能研究
3
作者 王晓栋 乐嘉陵 宋文艳 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期147-150,共4页
应用含组分守恒方程的质量平均Navier Stokes方程和B L代数湍流模型,本文数值模拟了带支板引射器的模型燃烧室内部的流场结构,对比研究了支板引射器数量以及燃料注入角度对燃料混合性能的影响。在计算过程中,对方程中的对流项采用了空... 应用含组分守恒方程的质量平均Navier Stokes方程和B L代数湍流模型,本文数值模拟了带支板引射器的模型燃烧室内部的流场结构,对比研究了支板引射器数量以及燃料注入角度对燃料混合性能的影响。在计算过程中,对方程中的对流项采用了空间为二阶精度的TVD和AUSMPW格式,扩散项则采用了二阶中心差分离散。采用流体力学时间步内的当地积分法克服了非平衡源项的刚性问题,保持了LU SSOR隐式算法的高效率。研究结果表明,燃料有角度注入及采用多支板构型可提高燃料的混合性能。 展开更多
关键词 冲压燃烧室 燃料扩散性能 超燃冲压发动机 数值模拟
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多参数优化设计对喷水推进组合体水力性能的影响 被引量：10
4
作者 张岩 王路逸 +1 位作者 钟锦情 龙云 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期655-662,共8页
通过调整轴支架的叶片数、轴支架叶片出口安放角、轴支架与叶轮间距、叶顶间隙等参数对喷水推进组合体的性能进行优化设计,利用CFD对某型喷水推进组合体的流场进行数值模拟,分析不同几何结构参数对喷水推进泵性能的影响.结果表明:随着... 通过调整轴支架的叶片数、轴支架叶片出口安放角、轴支架与叶轮间距、叶顶间隙等参数对喷水推进组合体的性能进行优化设计,利用CFD对某型喷水推进组合体的流场进行数值模拟,分析不同几何结构参数对喷水推进泵性能的影响.结果表明:随着轴支架叶片数的增大,扬程、效率、功率曲线整体都呈下降趋势;当轴支架叶片数与叶轮相等时,扬程与功率曲线骤降;当轴支架叶片出口安放角为[-25°,25°]时,随着出口安放角增大,扬程曲线与效率曲线呈线性上升的趋势;随着喇叭管外径长度增大,入口面积变化减小,扬程与效率曲线逐渐下降后趋于平缓,随后又略有上升,功率的变化整体上呈下降趋势;随着轴支架与叶轮间距的增大,扬程曲线逐渐上升后趋于平缓,功率变化规律和扬程变化规律一致,效率曲线先上升后下降;随着叶顶间隙增大,叶轮做功效率下降,扬程、效率及功率曲线都呈下降趋势.该研究结果可提高喷水推进组合体的水动力性能,对促进喷水推进技术的发展具有较大的应用价值,为喷水推进组合体的优化设计提供了一定依据. 展开更多
关键词 喷水推进组合体 几何参数 轴支架 水力性能
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等离子体助燃下超燃支板燃烧室燃烧特性数值研究 被引量：1
5
作者 张喆 金星 席文雄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2075-2083,共9页
为了将支板喷注器与等离子体射流这两种促进超声速燃烧室燃烧的方式结合起来,设计了一种带有等离子体射流喷孔的支板燃烧室,并在超声速来流的条件下,针对燃料喷注总压、燃料喷注位置、等离子体射流介质、等离子体射流总压对燃烧室燃烧... 为了将支板喷注器与等离子体射流这两种促进超声速燃烧室燃烧的方式结合起来,设计了一种带有等离子体射流喷孔的支板燃烧室,并在超声速来流的条件下,针对燃料喷注总压、燃料喷注位置、等离子体射流介质、等离子体射流总压对燃烧室燃烧性能的影响进行了三维数值模拟。研究发现:增大燃料的喷注总压,燃烧室的燃烧范围明显增大,燃烧效率呈现出先增大后减小的趋势,在燃料喷注总压为2.0MPa时,燃烧效率达到最大值90.4%;不同的燃料喷注位置对燃烧室的燃烧范围影响较小;等离子体射流介质为O2时,燃烧效率最高,燃烧范围最广;提高等离子体射流的喷注总压,能够提升凹腔剪切层高度,有效促进燃烧,但同时也带来了更高的总压损失。 展开更多
关键词 支板喷注器 等离子体射流 超声速燃烧 数值模拟 燃烧效率
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楔形通道内带角度射流冲击换热特性研究 被引量：1
6
作者 蒋新伟 许卫疆 +1 位作者 朱惠人 郭欣 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1819-1825,共7页
为了获得某型发动机支板内通道冲击射流的换热特性,采用热色液晶全表面瞬态测温技术对楔形通道内表面进行换热实验。研究了射流雷诺数、射流角度和出口缝的位置对努塞尔数的分布和大小的影响。射流雷诺数的变化范围是6.3×103~15.9&... 为了获得某型发动机支板内通道冲击射流的换热特性,采用热色液晶全表面瞬态测温技术对楔形通道内表面进行换热实验。研究了射流雷诺数、射流角度和出口缝的位置对努塞尔数的分布和大小的影响。射流雷诺数的变化范围是6.3×103~15.9×103,射流角度的变化为0~30°。研究表明:射流雷诺数的增加,射流角度的增大均会使得平均换热效果增强。在射流角度0~15°内,出口缝离射流入口越近,壁面换热越强。射流斜吹情况下,被冲击面的努塞尔数要高于未被冲击面。其中,射流角度30°时换热的不对称性最显著。在射流角度为15°时,支板前缘的换热效果最强。 展开更多
关键词 射流冲击 强化换热 防冰 进口支板 瞬态测温
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