凹腔
- 凹腔對(duì)高超聲速邊界層穩(wěn)定性的影響
其中凹陷型又稱為凹腔。對(duì)于矩形凹腔，寬深比d/h是影響凹腔內(nèi)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的重要因素之一[2-4]，依據(jù)不同寬深比，凹腔對(duì)應(yīng)的流動(dòng)狀態(tài)可分為三類：開式凹腔、過渡式凹腔和閉式凹腔。對(duì)于閉式凹腔，隨著凹腔深度的增加，邊界層主層對(duì)平均流的修正逐漸增強(qiáng)。當(dāng)凹腔過渡為開式凹腔時(shí)，凹腔的核心區(qū)產(chǎn)生由主流邊界層和腔內(nèi)回流區(qū)組成的混合層，這種混合層會(huì)在凹腔局部產(chǎn)生增長(zhǎng)率更快的Kelvin-Helmholtz 不穩(wěn)定性。Guo 等[5]指出來流條件也是影響腔內(nèi)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的重要因素之
空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào) 2023年11期2024-01-09
- 凹腔穩(wěn)燃超聲速燃燒火焰閃回不穩(wěn)定性的數(shù)值研究*
室中[2,6]．凹腔火焰穩(wěn)定方案以其較寬的穩(wěn)焰范圍和較低的總壓損失而逐步成為一種主流的穩(wěn)焰設(shè)計(jì)方案[2-3,7-13]．隨著對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒研究的逐漸深入,實(shí)驗(yàn)研究表明燃燒室內(nèi)存在不穩(wěn)定燃燒過程[9,11-18]．燃燒室內(nèi)不穩(wěn)定的燃燒流動(dòng)可能會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)推力不穩(wěn)定、進(jìn)氣道不起動(dòng)、喘振等嚴(yán)重后果,為發(fā)動(dòng)機(jī)的工作帶來重大安全隱患．為了控制燃燒室內(nèi)的不穩(wěn)定燃燒流動(dòng)過程,需要對(duì)燃燒室內(nèi)不穩(wěn)定燃燒流動(dòng)機(jī)制有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)．對(duì)于凹腔的構(gòu)型設(shè)計(jì),當(dāng)超聲速流體流過時(shí),
應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué) 2023年9期2023-10-20
- 沖壓旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)隔離段抗反壓特性數(shù)值研究
究工作。首先提出凹腔隔離段設(shè)計(jì)思路,統(tǒng)一在擴(kuò)張構(gòu)型的等直段內(nèi)外兩側(cè)加裝凹腔,凹腔長(zhǎng)度與等直段長(zhǎng)度保持一致,流動(dòng)交換通過取消原等直段壁面實(shí)現(xiàn)。本文共設(shè)計(jì)了4種物理模型,依次對(duì)應(yīng)4種計(jì)算工況。模型1為常規(guī)擴(kuò)張隔離段,模型2～模型4為凹腔隔離段,三者僅在凹腔深度存在差異。模型頭部收斂段用以簡(jiǎn)化模擬流場(chǎng)進(jìn)氣,模型總長(zhǎng)300mm,等直段長(zhǎng)240mm,出口截面內(nèi)徑92mm、外徑100mm,軸向二維示意圖如圖1所示,其他相關(guān)參數(shù)見表1。表1 RRDE隔離段尺寸參數(shù)(a)
工程與試驗(yàn) 2023年3期2023-10-08
- 吸氣式旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)冷流摻混數(shù)值模擬研究
,并且認(rèn)為外壁面凹腔回流區(qū)內(nèi)燃料與氧化劑的適當(dāng)摻混是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)爆轟的關(guān)鍵。PENG等[9-11]和LIU等[12]在環(huán)形燃燒室的內(nèi)壁面增加凹腔,結(jié)果表明:增加凹腔有助于傳播模態(tài)的改變,適當(dāng)增加凹腔深度有助于維持燃燒并提高爆轟波的穩(wěn)定性。MENG等[13]通過在燃燒室內(nèi)壁面增加凹腔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了煤油/高溫空氣的吸氣式旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火試驗(yàn),在當(dāng)量比為1.1時(shí)獲得最大傳播速度。鄭榆山等[14]開展氫燃料旋轉(zhuǎn)爆轟沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)自由射流試驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了爆轟波的穩(wěn)定自持傳播,
彈道學(xué)報(bào) 2023年2期2023-07-03
- 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料混合增強(qiáng)技術(shù)研究進(jìn)展
對(duì)壁面橫向射流、凹腔、激波/剪切層干擾以及波形壁混合增強(qiáng)方法的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，梳理總結(jié)了各類方法的混合增強(qiáng)機(jī)理與主要特點(diǎn)，并提出對(duì)混合增強(qiáng)技術(shù)未來研究方向的展望。關(guān)鍵詞：超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)；混合增強(qiáng)；橫向射流；凹腔；入射激波；波形壁中圖分類號(hào)：TJ760.1；V43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-5048（2023）01-0080-15DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2022.00850引言超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是目前實(shí)現(xiàn)飛行器在大
航空兵器 2023年1期2023-05-30
- 非對(duì)稱凹腔橫向陣列壓電風(fēng)扇強(qiáng)化冷卻特性研究
特別是針對(duì)非對(duì)稱凹腔這類經(jīng)常出現(xiàn)在渦輪葉片、電子設(shè)備散熱等場(chǎng)景中的冷卻結(jié)構(gòu)目前基本沒有涉及［26-27］。因此，本文主要針對(duì)利用多壓電風(fēng)扇系統(tǒng)冷卻非對(duì)稱凹腔問題，開展非穩(wěn)態(tài)數(shù)值研究，重點(diǎn)關(guān)注振動(dòng)相位、相對(duì)曲率等因素對(duì)腔內(nèi)流動(dòng)換熱特性的影響。相關(guān)研究成果對(duì)于指導(dǎo)非對(duì)稱凹腔型結(jié)構(gòu)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。1 計(jì)算模型與數(shù)據(jù)處理方法1.1 計(jì)算模型本文所使用的特定壓電風(fēng)扇如圖1（a）所示，主要包括壓電陶瓷片和不銹鋼膜片兩部分。其中壓電陶瓷片尺寸為18 mm
南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年4期2022-08-30
- 凹腔對(duì)含硼固體火箭超燃沖壓燃燒特性的影響
、增加擾流裝置與凹腔；改變空氣射流進(jìn)氣的速度、溫度、壓力、方向、進(jìn)氣位置、改變空燃比等[9-10]，其中凹腔作為一種可產(chǎn)生低速回流區(qū)的結(jié)構(gòu)，具有提高火焰穩(wěn)定性、增強(qiáng)燃燒效率的作用，在液體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的研究中得到廣泛應(yīng)用[11-12]。Kato等[11]的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，凹腔減弱了火焰的波動(dòng)，增強(qiáng)了火焰穩(wěn)定性，提高了燃?xì)馊紵?。Lakka等[12]應(yīng)用數(shù)值模擬方法研究了凹腔長(zhǎng)深比與后壁傾斜角對(duì)液體超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響。耿輝等[13]利用實(shí)驗(yàn)
兵工學(xué)報(bào) 2022年5期2022-06-10
- 環(huán)形燃燒室中凹腔對(duì)C2H4/Air旋轉(zhuǎn)爆轟流場(chǎng)影響的數(shù)值模擬
常是十分困難的。凹腔廣泛地用以提高點(diǎn)火特性和火焰穩(wěn)定性[24]。數(shù)值模擬的研究也發(fā)現(xiàn)凹腔內(nèi)的低速高溫回流區(qū)可以有效地改善燃料與氧化劑的摻混效果[25]。受此啟發(fā)，Peng等[26-27]和Liu等[28]將環(huán)形RDC與凹腔結(jié)構(gòu)相結(jié)合，首次提出了凹腔基環(huán)形RDC構(gòu)型，并在此基礎(chǔ)上開展了一系列實(shí)驗(yàn)研究，系統(tǒng)地研究了凹腔深度、凹腔位置等因素對(duì)C2H4/Air的RDW傳播特性的影響。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了凹腔的存在有助于碳?xì)淙剂蟁DW的實(shí)現(xiàn)和自持傳播，發(fā)現(xiàn)了在凹腔內(nèi)存在回流區(qū)
兵工學(xué)報(bào) 2022年5期2022-06-10
- 旁側(cè)進(jìn)氣凹腔燃燒室三維流場(chǎng)對(duì)比分析研究
穩(wěn)定技術(shù)。近年來凹腔火焰穩(wěn)定技術(shù)應(yīng)用廣泛，多用于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，或以駐渦燃燒室的形式應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，逐漸被用于亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。凹腔火焰穩(wěn)定器能夠?qū)崿F(xiàn)煤油在低壓條件下的點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒，且容易與其它火焰穩(wěn)定器組合使，同時(shí)能夠在下游形成較大的回流區(qū)，有利于組織高效燃燒。相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何結(jié)構(gòu)也不會(huì)導(dǎo)致太大的總壓損失。當(dāng)前先進(jìn)導(dǎo)彈采用的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)多為第三代的旁側(cè)進(jìn)氣的整體式?jīng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)役空空導(dǎo)彈中唯一采用沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置的“流星”空空導(dǎo)彈的進(jìn)氣布局方式也
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2022年2期2022-06-06
- 乙烯燃料超燃燃燒室流動(dòng)特性與燃燒穩(wěn)定性研究1)
現(xiàn),無化學(xué)反應(yīng)時(shí)凹腔內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與平板燃料垂直噴注流場(chǎng)完全不同,因凹腔內(nèi)有一個(gè)低速回流區(qū),凹腔可在不增加額外總壓損失的情況下提升摻混效率[5].試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在超聲速內(nèi)流中橫向射流所形成的渦結(jié)構(gòu),由于升力和反向?qū)u的存在,燃料會(huì)遠(yuǎn)離凹腔[6].在速度梯度引起的剪切力作用下,剪切層變得不穩(wěn)定,大尺度渦的破裂和合并可增強(qiáng)摻混[7].同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)合適的燃料噴注位置以及當(dāng)量比可有效抑制冷流振蕩[8].為詳細(xì)了解火焰建立及穩(wěn)定過程,Ma 等[9]使用八方向、20 k
力學(xué)學(xué)報(bào) 2022年3期2022-04-07
- 導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)四通道環(huán)形進(jìn)氣先進(jìn)旋渦燃燒室性能影響
用下，在兩鈍體的凹腔內(nèi)形成穩(wěn)定的雙渦旋。由于AVC在凹腔內(nèi)形成渦對(duì)，不易受主流燃?xì)饬鲃?dòng)特性的影響，因此AVC具有較強(qiáng)的火焰穩(wěn)定性。按照與主流流動(dòng)垂直的方向上布置的鈍體個(gè)數(shù)，AVC可分為雙通道、三通道及四通道進(jìn)氣先進(jìn)旋渦燃燒室。在雙通道AVC研究中，T.R.Meyer等指出凹腔雙旋渦結(jié)構(gòu)最有利于駐渦燃燒室綜合性能的發(fā)揮；P.K.E.Kumar等通過實(shí)驗(yàn)的方法研究了二維駐渦燃燒室的火焰穩(wěn)定性，研究表明對(duì)于特定的噴射方式，為了維持雷諾數(shù)和當(dāng)量比不變，燃料流量應(yīng)隨
航空工程進(jìn)展 2021年4期2021-08-30
- 超聲速燃燒不穩(wěn)定的尺度效應(yīng)分析
應(yīng)運(yùn)而生.其中，凹腔火焰穩(wěn)定器得到了非常廣泛的應(yīng)用[3]，之后又被大量試驗(yàn)證明其配合橫向射流噴注是穩(wěn)定火焰的一項(xiàng)有效手段[4-5].理論上通常認(rèn)為超聲速氣流流經(jīng)凹腔時(shí)，凹腔中會(huì)形成低速回流區(qū)，由于回流區(qū)流速較低，火焰能夠持續(xù)穩(wěn)定存在，因此該回流區(qū)為整個(gè)燃燒室提供了一個(gè)穩(wěn)定的點(diǎn)火源，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)超聲速燃燒室中的火焰穩(wěn)定.同時(shí)凹腔火焰穩(wěn)定器具有良好的火焰穩(wěn)定效果，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且總壓損失較低，因此受到了廣泛的研究和關(guān)注.之前的研究中[6-8]，研究人員普遍認(rèn)為超聲速
燃燒科學(xué)與技術(shù) 2021年4期2021-08-24
- 導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三通道進(jìn)氣TVC性能影響
燃燒室，依靠壁面凹腔形成駐渦。Agarwal等[4]將導(dǎo)流片技術(shù)應(yīng)用于壁面駐渦燃燒室中，相比較普通駐渦燃燒室，燃燒效率提高。導(dǎo)流片的引入，不僅有利于形成雙渦結(jié)構(gòu)，其分流作用增強(qiáng)了凹腔與來流的熱質(zhì)交換，有利于燃燒效率的提升。曾卓雄等[5]對(duì)帶導(dǎo)流片的駐渦燃燒室的進(jìn)氣參數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示當(dāng)量比增大使得鈍體回流區(qū)減??；韓吉昂等[6]發(fā)現(xiàn)凹腔噴射可以形成穩(wěn)定雙渦結(jié)構(gòu)，降低總壓損失系數(shù)；王志凱、俞駿等[7-8]對(duì)雙通道駐渦燃燒室中導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)合適的
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2021年3期2021-07-30
- 基于高速化學(xué)發(fā)光測(cè)量的超聲速燃燒室振蕩特性統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 ①
火焰穩(wěn)定技術(shù)中，凹腔燃燒室由于具有較寬的火焰穩(wěn)定范圍，較小的總壓損失，近年來受到各國(guó)研究者的重視，成為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)火焰穩(wěn)定技術(shù)的首選[2]。當(dāng)超聲速來流流經(jīng)凹腔時(shí)，氣流在凹腔前緣臺(tái)階處分離為兩部分，一部分氣流進(jìn)入凹腔內(nèi)形成回流，主流與凹腔的低速回流相互作用形成剪切層，燃料隨氣流被卷吸入回流區(qū)，通過點(diǎn)火器點(diǎn)燃回流區(qū)的混合燃?xì)狻８邷厝紵a(chǎn)物通過凹腔回流區(qū)與剪切層的渦旋相互作用被輸送到噴射尾流，與此同時(shí)，腔體周圍富含燃料的射流被高溫燃燒產(chǎn)物點(diǎn)燃[3]。凹腔在超
固體火箭技術(shù) 2021年3期2021-07-15
- 兩種優(yōu)化組合式燃料噴注方案的凹腔穩(wěn)焰特性實(shí)驗(yàn)研究①
性能的重要因素。凹腔火焰穩(wěn)定器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)焰能力強(qiáng)、低阻且總壓損失小等優(yōu)點(diǎn)[2-5]，已經(jīng)被廣泛用于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)?；?span id="syggg00" class="hl">凹腔的燃料噴注方案通常分為兩種：一種是被動(dòng)式燃料噴注方案(噴孔安裝在凹腔上游，燃料通過剪切層卷吸到凹腔回流區(qū)中)，一種是主動(dòng)式燃料噴注方案(噴孔安裝凹腔壁面，燃料直接進(jìn)入到凹腔回流區(qū)中)[6]。相對(duì)于被動(dòng)噴注方案，Gruber等[7]發(fā)現(xiàn)凹腔直接噴注在點(diǎn)火過渡過程中能更好地提供均勻燃料/空氣混合物和維持穩(wěn)定燃燒。Rasmu
固體火箭技術(shù) 2021年2期2021-05-17
- 滑動(dòng)弧等離子體輔助超聲速燃燒實(shí)驗(yàn)研究①
及工作原理圖1為凹腔噴注位置、點(diǎn)火位置和壓力位置示意圖，其中數(shù)字序號(hào)表示的是測(cè)壓孔位置，A、B和C表示的是噴注位置。滑動(dòng)弧點(diǎn)火器由鎢針和陶瓷組成，鎢針作為高壓陽(yáng)極，接入滑動(dòng)弧電源產(chǎn)生高壓后與距離其最近的鐵壁(凹腔底部)擊穿放電，鎢針距離其最近的鐵壁距離為3 mm，鎢針距離凹腔前緣的距離為35.4 mm。測(cè)壓孔共14個(gè)測(cè)壓位置，其中測(cè)壓位置9～12位于凹腔底部。圖1 凹腔噴注位置、點(diǎn)火位置和壓力位置示意圖試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)如圖2所示。試驗(yàn)時(shí)由控制臺(tái)發(fā)送脈沖信號(hào)控制
固體火箭技術(shù) 2021年2期2021-05-17
- Maxwell氣固相互作用模型對(duì)稀薄高超聲速凹腔繞流流動(dòng)特征和熱環(huán)境的影響
存在縫隙和缺陷等凹腔結(jié)構(gòu)[3]。航天器表面凹腔結(jié)構(gòu)的存在會(huì)影響其流動(dòng)狀態(tài)和傳熱特性：首先,凹腔入口處產(chǎn)生邊界層分離和再附,導(dǎo)致局部熱流升高；其次,凹腔干擾可增加湍流度,促進(jìn)邊界層轉(zhuǎn)捩,導(dǎo)致整個(gè)表面的熱流增加；最后,由于凹腔狹小,輻射散熱效應(yīng)被阻塞,即使凹腔內(nèi)熱流很低,也可能產(chǎn)生較高的凹腔表面溫度[4]。因此,表面凹腔的存在對(duì)局部熱防護(hù)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生重要的影響,甚至導(dǎo)致局部防熱結(jié)構(gòu)的破壞[5]。然而,在熱防護(hù)系統(tǒng)熱載荷的計(jì)算和分析中,出于簡(jiǎn)化問題的考慮,通常假設(shè)
航空學(xué)報(bào) 2021年3期2021-03-27
- 飛行器鼻錐凹腔-發(fā)散組合冷卻數(shù)值模擬
為研究熱點(diǎn)。迎風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)是一種針對(duì)飛行器頭錐駐點(diǎn)區(qū)域的熱防護(hù)方案，它可以利用凹腔唇口的分流作用以及腔內(nèi)壓力振蕩造成的能量耗散來達(dá)到減阻防熱的目的，且冷卻效果取決于凹腔形狀、寬度、深度以及唇緣鈍化程度[23-28]。Lu和Liu[29]對(duì)馬赫數(shù)Ma=8條件下的帶迎風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)的頭錐進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果顯示，這種冷卻結(jié)構(gòu)可以使駐點(diǎn)附近區(qū)域的熱流有小幅下降，并使表面的熱流峰值移至凹腔唇口的下游，但是對(duì)駐點(diǎn)以外的區(qū)域幾乎沒有作用。針對(duì)發(fā)散冷卻和迎風(fēng)凹腔結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺
航空學(xué)報(bào) 2021年2期2021-03-26
- 乙烯燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程研究
研究了乙烯燃料在凹腔流動(dòng)的幾個(gè)截面火焰結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明：當(dāng)量比較低時(shí)，燃燒的火焰反應(yīng)區(qū)主要在凹腔中，OH沿中心軸對(duì)稱分布，當(dāng)量比較高時(shí)OH主要沿燃燒室兩側(cè)壁分布；CH-PLIF的結(jié)果顯示放熱區(qū)呈現(xiàn)高度褶皺的破碎狀，放熱區(qū)分布范圍比反應(yīng)區(qū)更窄。Ruan等[4]在基于凹腔的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室構(gòu)型中進(jìn)行了反應(yīng)流和無反應(yīng)流的試驗(yàn)，結(jié)果表明：燃燒首先在擴(kuò)散火焰控制下進(jìn)行，然后是充分混合后的高效率燃燒，在凹腔內(nèi)也出現(xiàn)了明顯的擴(kuò)散火焰控制燃燒現(xiàn)象。Gordon和Mast
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2021年1期2021-03-20
- 機(jī)器學(xué)習(xí)輔助下的五軸數(shù)控銑削刀軌優(yōu)化*
擇了車輪架的兩個(gè)凹腔進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)凹腔的壁面形狀都由一個(gè)垂直部分和一個(gè)30°傾斜部分組成，如圖4所示。圖4 五軸測(cè)試零件垂直部分是通過三軸外圍銑削過程進(jìn)行加工的，而傾斜部分則需要進(jìn)行五軸銑削。工件材料是高強(qiáng)度鋁。在進(jìn)行精加工之前，所有凹腔的輪廓都要經(jīng)過粗加工。最終形狀的偏移量設(shè)置為1 mm。精加工過程使用硬質(zhì)合金立銑刀(D=6 mm)。刀具路徑由Siemens NX 11.0生成[13]。精加工時(shí)的切削深度設(shè)置為6 mm，切削速度設(shè)置為400 m/mi
組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 2021年2期2021-03-01
- 旋流駐渦燃燒室預(yù)混燃燒流動(dòng)特性數(shù)值分析
1]等人提出通過凹腔實(shí)現(xiàn)火焰穩(wěn)定的駐渦燃燒室，相比于傳統(tǒng)旋流燃燒室，駐渦燃燒室穩(wěn)定工作范圍寬、貧油熄火極限(LBO)以及污染物(NOx)排放進(jìn)一步降低。在此基礎(chǔ)上，雙/三通道駐渦燃燒室[2-3]、液體燃料駐渦燃燒室[4-6]以及雙凹腔駐渦燃燒室[1,7]等各類改進(jìn)的駐渦燃燒室被相繼提出。上述駐渦燃燒室研究大多是在低速來流(14～42 m/s)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)/燃?xì)廨啓C(jī)工作狀態(tài)下開展。此外，凹腔結(jié)構(gòu)也越來越多地應(yīng)用于超燃沖壓燃燒室中[8]。在沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒領(lǐng)域，
航空兵器 2020年5期2020-12-03
- 斜流駐渦燃燒室火焰筒冷卻方案數(shù)值模擬
級(jí)供油分區(qū)燃燒，凹腔在很高的主流速度下仍可以保持穩(wěn)定燃燒，拓寬了燃燒室穩(wěn)定工作范圍[10-14]。斜流駐渦燃燒室是1 種新型燃燒室概念，兼具傳統(tǒng)駐渦燃燒室的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及回流燃燒室高空間利用率的特點(diǎn)。本文針對(duì)某型斜流駐渦燃燒室模型，根據(jù)流量分配要求，結(jié)合凹腔內(nèi)流場(chǎng)特性，對(duì)其設(shè)計(jì)冷卻方案的冷卻效果進(jìn)行數(shù)值模擬。1 燃燒室模型與傳統(tǒng)軸流式駐渦燃燒室不同，斜流駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)采用回流式設(shè)計(jì)，機(jī)匣與第1 級(jí)渦輪連接?；鹧嫱矁?nèi)主要分成了駐渦區(qū)、主燃區(qū)以及摻混區(qū)。駐渦區(qū)設(shè)有
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2020年4期2020-09-16
- 旋流駐渦燃燒室冷態(tài)流動(dòng)特性數(shù)值分析*
高速來流條件下的凹腔駐渦燃燒室燃燒流動(dòng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明,在高速條件下,駐渦燃燒室依然可以表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)焰性能。CHEN S 等[11]則以Hsu等[6]的駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種微型沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),并對(duì)其摻混及燃燒特性進(jìn)行數(shù)值分析。之后,CHEN S等[12]將之前的微型駐渦沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的圓盤鈍體外移到燃燒室進(jìn)口處壁面,并對(duì)旋流進(jìn)口影響的冷態(tài)流動(dòng)特性進(jìn)行數(shù)值分析,研究表明:凹腔內(nèi)存在穩(wěn)定的渦結(jié)構(gòu),且形成對(duì)稱回流區(qū),湍流強(qiáng)度增加。雖然目前凹腔
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2020年2期2020-09-01
- 非穩(wěn)態(tài)超聲速燃燒研究進(jìn)展
高頻聲學(xué)振蕩壁面凹腔具有來流總壓損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和熱防護(hù)要求低等顯著優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)焰裝置，但凹腔同時(shí)也會(huì)誘發(fā)聲學(xué)自激振蕩現(xiàn)象[20]。凹腔的自激振蕩特性與來流馬赫數(shù)及凹腔的長(zhǎng)深比有很大關(guān)系。Heller和Bliss[21]對(duì)Rossiter[22]提出的凹腔振蕩機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的半經(jīng)驗(yàn)公式常被用于預(yù)測(cè)超聲速冷流條件下凹腔內(nèi)的振蕩頻率。Choi[23-25]通過數(shù)值計(jì)算捕捉到了與凹腔自激振蕩關(guān)聯(lián)的燃燒高頻振蕩，如圖2所示。圖
空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào) 2020年3期2020-08-08
- 平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)在超聲速燃燒火焰結(jié)構(gòu)可視化中的應(yīng)用
LIF探索了不同凹腔結(jié)構(gòu)和不同燃料類型對(duì)凹腔穩(wěn)定火焰結(jié)構(gòu)的影響，Donbar等[14]利用OH-PLIF成像研究了各種碳?xì)淙剂显?span id="syggg00" class="hl">凹腔中的燃燒情況，Cantu等[15]利用OH-PLIF技術(shù)對(duì)雙模凹腔中的乙烯預(yù)混火焰實(shí)現(xiàn)了可視化，O′Byrne等[16]使用OH-PLIF成像了在高馬赫數(shù)工況下凹腔底部噴注燃料的燃燒火焰結(jié)構(gòu)。超聲速燃燒領(lǐng)域中的CH-PLIF研究較少，目前僅有Micka等[17]利用CH-PLIF技術(shù)對(duì)雙模凹腔的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行成像，梁劍寒等[18]
實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2020年3期2020-07-22
- 民用飛機(jī)客艙艙門嘯叫問題研究
在飛機(jī)外表面形成凹腔,在飛機(jī)飛行中產(chǎn)生嘯叫噪聲，對(duì)乘客和乘務(wù)員的乘坐舒適性有較大影響。民用飛機(jī)客艙艙門嘯叫機(jī)理種類主要為氣密區(qū)界面小縫泄漏產(chǎn)生高速射流嘯叫和飛機(jī)外面凹腔在高速飛行下產(chǎn)生凹腔噪聲。氣密區(qū)界面小縫泄漏產(chǎn)生高速射流嘯叫直接原因?yàn)榭团撆撻T存在明顯的集中漏氣點(diǎn)，可通過在地面完成客艙充壓試驗(yàn)定位集中漏氣位置，通過調(diào)試艙門等手段解決集中漏氣問題，進(jìn)而解決嘯叫問題。飛機(jī)外表面凹腔在高速飛行下產(chǎn)生凹腔噪聲嘯叫與飛機(jī)飛行高度和飛行速度關(guān)系密切，嘯叫現(xiàn)象無法在地
民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究 2020年2期2020-07-06
- 某市政山嶺擴(kuò)建隧道洞口復(fù)雜地質(zhì)、地貌條件下的施工解決方案簡(jiǎn)析
與管棚施工、洞口凹腔處理、開挖貫通及爆破設(shè)計(jì)等技術(shù)方案，并通過3D建模模擬施工過程，以指導(dǎo)施工?！娟P(guān)鍵詞】山嶺擴(kuò)建隧道;洞口復(fù)雜地質(zhì)、地貌條件;套拱加長(zhǎng);仰坡凹腔處理;隧道貫通;爆破設(shè)計(jì);3D建模1、工程概況1.1隧道概況四家沖隧道位于為桃花源景區(qū)消防專用車道上，屬市政隧道工程，設(shè)計(jì)為單行隧道。隧道起訖樁號(hào)為BK0+154～BK0+264，全長(zhǎng)110m，隧道最大埋深約21.13m。隧道進(jìn)出口均采用削竹式洞門。1.2隧道進(jìn)出洞口邊坡、仰坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)（施工圖設(shè)
中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)·下旬 2020年1期2020-05-09
- 超燃燃燒室肋片/凹腔組合結(jié)構(gòu)研究*。
研究人員將肋片與凹腔進(jìn)行組合，展開相關(guān)研究。Gruber R和Mitchell R等通過試驗(yàn)研究和數(shù)值仿真研究了肋片與凹腔組合情況下肋片尺寸對(duì)燃燒室性能的影響[13-14]；Rama A.Balar對(duì)肋片后射流不同噴射角度的影響展開了深入研究[15]；國(guó)內(nèi)金勁睿研究了前置肋片對(duì)凹槽火焰穩(wěn)定器混合特性的影響：與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，前置肋片能減小總壓損失，增大射流的穿透深度，并獲得更為均勻的燃料分布[16]。目前，國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)較少，國(guó)外報(bào)導(dǎo)也更多的集中在肋片結(jié)構(gòu)尺寸
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2019年1期2019-07-30
- 超燃燃燒室肋片/凹腔結(jié)構(gòu)組合數(shù)值研究*
采用斜坡、支板、凹腔等被動(dòng)式摻混增強(qiáng)裝置[1-3]。單一裝置有著自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，也存在著不足，將不同裝置組合運(yùn)用能達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的目的，因此，研究摻混增強(qiáng)裝置的組合使用具有十分重要的意義[4-6]。近期,國(guó)外學(xué)者對(duì)支板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造,提出肋片結(jié)構(gòu)，能較大提高燃料穿透深度，增大摻混率，且不會(huì)造成更大總壓損失,頗具應(yīng)用前景[7-12]。由于具有優(yōu)秀的穩(wěn)定火焰能力，凹腔裝置自20世紀(jì)末首次在俄羅斯超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中得到應(yīng)用起一直備受關(guān)注，也逐漸得到廣泛運(yùn)用[13]。
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2019年5期2019-05-28
- 超聲速燃燒火焰放熱區(qū)結(jié)構(gòu)CH-PLIF成像技術(shù)*
速燃燒火焰結(jié)構(gòu)與凹腔穩(wěn)焰作用。范周琴等[14]使用OH-PLIF技術(shù)探究噴注當(dāng)量比、噴注位置、凹腔構(gòu)型等對(duì)超燃火焰分布的影響。李麥亮等[15]使用OH-PLIF技術(shù)研究凹腔中不同長(zhǎng)深比、凹腔后緣傾角和不同燃料噴注方案對(duì)超燃火焰結(jié)構(gòu)的影響。Chen等[16]使用OH雙色PLIF技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲速燃燒火焰溫度分布的測(cè)量。Rasmussen等[17]使用CH2O/OH-PLIF方法成像凹腔超聲速燃燒，并探究噴注位置對(duì)凹腔穩(wěn)焰效果的影響。CH基在碳?xì)淙剂系娜紵磻?yīng)
國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2019年1期2019-03-19
- 插裝式溢流閥流體自激振蕩仿真研究
高速液流經(jīng)過閥口凹腔時(shí)會(huì)造成剪切層的高頻波動(dòng)，并撞擊到后壁產(chǎn)生向上游運(yùn)動(dòng)的聲波。剪切層波動(dòng)與反向聲波耦合后還會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)烈的自持振蕩，學(xué)術(shù)界稱為流體自激振蕩現(xiàn)象[1]。對(duì)于這種現(xiàn)象提出的最經(jīng)典的理論是1964年，ROSSITER[2]在研究風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)時(shí)提出了凹腔自激振蕩半經(jīng)驗(yàn)頻率公式和理論，如圖1所示。圖1 Rossiter的波渦耦合理論模型Rossiter認(rèn)為渦流在這一過程中扮演著重要角色，并將其機(jī)理解釋為：高速流場(chǎng)經(jīng)過剪切層分離處時(shí)與凹腔內(nèi)流體產(chǎn)生剪切，形
液壓與氣動(dòng) 2019年1期2019-01-14
- 凹腔支板火焰穩(wěn)定器冷態(tài)流場(chǎng)對(duì)點(diǎn)火特性影響規(guī)律的數(shù)值模擬分析
式，這其中就包括凹腔火焰穩(wěn)定器。人們對(duì)凹腔火焰穩(wěn)定器的研究起步較早，其總壓損失相對(duì)較小[5-6]，目前多用于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的超聲速燃燒中[7]，以及駐渦燃燒室中[8-11]，在加力燃燒室中應(yīng)用較少[12-14]。另一種思路是將渦輪后框架結(jié)構(gòu)與加力燃燒室傳統(tǒng)的鈍體火焰穩(wěn)定器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，這也是結(jié)合了航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件設(shè)計(jì)一體化的發(fā)展趨勢(shì)。美國(guó)的VAATE計(jì)劃提出了一體化后框架加力燃燒室的概念，取消了傳統(tǒng)加力燃燒室的火焰穩(wěn)定器及燃燒組織方案，涉及到了擴(kuò)壓器-混合
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年5期2018-11-29
- 帶導(dǎo)流片的三維環(huán)形駐渦燃燒室的數(shù)值分析*
速時(shí)科氏力是影響凹腔流體流動(dòng)的主要因素。孫海俊等[5]對(duì)中心鈍體TVC的數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)駐渦穩(wěn)定性好,但燃燒效率不高。對(duì)壁面凹腔TVC需要增進(jìn)駐渦與主流的摻混,以提高燃燒效率[6]。增強(qiáng)摻混可以在凹腔內(nèi)噴射空氣產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)的渦對(duì),利用與主流接觸的渦增進(jìn)相互作用,但凹腔內(nèi)的空氣速度對(duì)火焰穩(wěn)定性具有強(qiáng)烈的影響。在中速范圍內(nèi),由于火焰模式的轉(zhuǎn)變,火焰容易被吹熄[1]。Agarwal等[6]把導(dǎo)流片引入壁面凹腔TVC,利用導(dǎo)流片將部分主流引入凹腔的方法來提高TVC的燃
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2018年1期2018-11-13
- 進(jìn)口參數(shù)對(duì)帶導(dǎo)流片的三維環(huán)形TVC性能的影響*
把導(dǎo)流片引入壁面凹腔TVC,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬分析,結(jié)果表明引入的導(dǎo)流片能提高TVC的性能。王志凱等[7]則將導(dǎo)流片引入鈍體結(jié)構(gòu)TVC,并研究了導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)TVC性能的影響。徐舟等[8-9]對(duì)帶導(dǎo)流片壁面凹腔TVC進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn),并研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)及燃?xì)膺M(jìn)氣參數(shù)的變化對(duì)改進(jìn)的TVC性能的影響。文獻(xiàn)[10-11]則對(duì)單、雙旋流駐渦燃燒室流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值分析。引入導(dǎo)流片的TVC在總壓損失系數(shù)可接受的范圍內(nèi),不但會(huì)形成理想的雙渦對(duì)結(jié)構(gòu)、增進(jìn)主流與凹腔內(nèi)流
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2018年3期2018-08-27
- 可降低氣動(dòng)熱效應(yīng)的類凹腔外形優(yōu)化設(shè)計(jì)
[1-2]。針對(duì)凹腔和縫隙內(nèi)的熱流分布情況，國(guó)外很早就開展了大量的研究。1956年，Chapman[3]首次對(duì)高超聲速流中的縫隙熱流分布進(jìn)行了機(jī)理分析，并提出了凹腔內(nèi)平均熱流的計(jì)算方法。Burggraf[4]采用近似線性方法求解方腔流動(dòng)控制方程，得到了空腔內(nèi)部歸一化的熱流分布計(jì)算關(guān)系式。Ben-Yakar等[5]對(duì)超聲速流中的二維凹腔（D=3mm，L/D=3,5,7）流動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)長(zhǎng)深比改變時(shí)，凹腔附近的激波結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了顯著變化；對(duì)于較大長(zhǎng)深比的
航天器環(huán)境工程 2018年3期2018-07-09
- 工況變化對(duì)渦輪燃燒射流渦流技術(shù)方案的影響
葉片底部耦合駐渦凹腔，并于凹腔前后壁面分別設(shè)置二次氣流射流孔，這種結(jié)構(gòu)即為應(yīng)用渦輪內(nèi)增燃技術(shù)的射流渦流方案。二次射流的作用是加固燃燒回流區(qū)穩(wěn)定燃燒，及強(qiáng)化凹腔內(nèi)燃燒產(chǎn)物與主流燃?xì)獾膿交靃11]。如圖1所示，射流渦流方案中，渦輪燃燒室包括駐渦凹腔(TVC)、徑向葉片(RV)和徑向葉片凹槽(RVC)三個(gè)結(jié)構(gòu)，所以渦輪增燃技術(shù)的射流渦流方案可簡(jiǎn)稱為TIB-TRC方案。TIB-TRC方案的流體域及其邊界條件選擇如圖2所示。燃燒室主流進(jìn)口和二次射流進(jìn)口均為質(zhì)量進(jìn)口，
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2018年2期2018-05-18
- PDE點(diǎn)火室內(nèi)凝膠汽油霧化特性的試驗(yàn)研究
源供氣壓力、擋風(fēng)凹腔等因素對(duì)凝膠汽油在PDE點(diǎn)火室內(nèi)霧化品質(zhì)的影響,為提升PDE工作性能提供參考。1 試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法1.1 試驗(yàn)系統(tǒng)本文采用的凝膠推進(jìn)劑是以95#汽油為基燃料,以納米二氧化硅為凝膠劑配制而成的凝膠汽油,凝膠劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%。配制過程中應(yīng)用超聲波振蕩、空化技術(shù)并結(jié)合機(jī)械式攪拌的方法,實(shí)現(xiàn)汽油與凝膠劑的充分混合。1.2 試驗(yàn)方法為了研究凝膠汽油在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火室內(nèi)霧化后的液滴粒徑分布特性,探索提升PDE管內(nèi)霧化品質(zhì)的方法,設(shè)計(jì)了基
彈道學(xué)報(bào) 2018年1期2018-03-31
- 渦輪轉(zhuǎn)子內(nèi)動(dòng)態(tài)燃燒模型機(jī)理探討
而生，其應(yīng)用駐渦凹腔穩(wěn)焰技術(shù)——即利用凹腔前后壁面的二次射流在凹腔內(nèi)形成回流區(qū)，從而達(dá)到穩(wěn)定燃燒的目的。Sekar等[7-10]首次提出將駐渦凹腔(TVC)燃燒技術(shù)應(yīng)用于TIB技術(shù)中，并分別對(duì)駐渦凹腔燃燒室、帶葉片的TIB燃燒室以及帶徑向凹槽葉片的TIB燃燒室的燃燒性能進(jìn)行研究分析。結(jié)果顯示，由于增加了燃油和空氣的質(zhì)量與動(dòng)量，燃油和空氣能夠在駐渦凹腔內(nèi)充分混合；此外，駐渦凹腔內(nèi)出現(xiàn)了多個(gè)燃燒區(qū)域，這將有利于凹腔內(nèi)的空氣和燃油的燃燒中間產(chǎn)物向主流通道內(nèi)的滲透
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2017年6期2018-01-16
- 渦輪內(nèi)增燃技術(shù)
生，其應(yīng)用了駐渦凹腔穩(wěn)焰技術(shù)——即利用凹腔前后壁面的二次射流在凹腔內(nèi)形成回流區(qū)，從而達(dá)到穩(wěn)定燃燒的目的。但目前針對(duì)射流渦流結(jié)構(gòu)的方案，缺乏將其應(yīng)用于渦輪轉(zhuǎn)子方面的研究。本期《渦輪轉(zhuǎn)子內(nèi)動(dòng)態(tài)燃燒模型機(jī)理探討》一文，通過建立的原高壓渦輪轉(zhuǎn)子模型和應(yīng)用射流渦流方案的高壓渦輪轉(zhuǎn)子模型，利用數(shù)值模擬方法，采用尺度適應(yīng)模擬湍流模型，對(duì)高壓渦輪轉(zhuǎn)子內(nèi)應(yīng)用射流渦輪方案進(jìn)行了研究。
燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2017年6期2017-12-15
- 帶并聯(lián)凹腔的超燃燃燒室數(shù)值研究*
0051)帶并聯(lián)凹腔的超燃燃燒室數(shù)值研究*高 峰,王旭東,王宏宇,黃桂彬(空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院,西安 710051)采用離散相模型對(duì)帶并聯(lián)凹腔結(jié)構(gòu)的煤油超燃燃燒室進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了正對(duì)并聯(lián)凹腔和交錯(cuò)并聯(lián)凹腔對(duì)支板直接噴入煤油的燃燒室燃燒性能的影響。結(jié)果表明,并聯(lián)凹腔會(huì)使煤油進(jìn)一步向展向擴(kuò)展,混合效率得到明顯提高;正對(duì)并聯(lián)凹腔能極大提升煤油的穿透深度,拓寬煤油的亞聲速燃燒范圍,而對(duì)燃燒條件下總壓損失系數(shù)影響不大;交錯(cuò)并聯(lián)布置的凹腔可進(jìn)一步增加煤油的混合
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2017年2期2017-11-09
- 超燃燃燒室懸臂斜坡噴注器/凹腔組合結(jié)構(gòu)研究
懸臂斜坡噴注器/凹腔組合結(jié)構(gòu)研究吳達(dá)，黃桂彬，陳鋒莉，張涵(空軍工程大學(xué) 防空反導(dǎo)學(xué)院，西安 710051)超燃燃燒室中燃料的摻混強(qiáng)化問題備受關(guān)注，為了優(yōu)化懸臂斜坡噴注器/凹腔組合結(jié)構(gòu)在超燃燃燒室中的流場(chǎng)特性，運(yùn)用數(shù)值模擬方法對(duì)懸臂斜坡噴注器/凹腔組合結(jié)構(gòu)的冷、熱流場(chǎng)進(jìn)行研究，對(duì)比分析有無凹腔結(jié)構(gòu)、懸臂斜坡噴注器/凹腔不同位置組合對(duì)流場(chǎng)特性的影響。結(jié)果表明：隨著組合位置距離的增大，凹腔的穩(wěn)定燃燒作用變強(qiáng)，但不同的組合位置會(huì)帶來燃燒室不同的燃料摻混效果和燃燒
航空工程進(jìn)展 2017年2期2017-06-13
- Influencing factors of strut-based RBCC performance in ramjet mode
損失，燃料支板和凹腔火焰穩(wěn)定器的共同使用，能有效提升燃燒室內(nèi)的燃燒組織效果，擴(kuò)展火焰的傳播范圍；直連試驗(yàn)驗(yàn)證了通過構(gòu)型的改進(jìn)，燃燒室性能得到大幅提高，壓力積分推力增大了682 N。當(dāng)凹腔距離燃料支板較近時(shí)，火箭關(guān)閉之后，燃料能夠?qū)崿F(xiàn)自持燃燒，比沖性能可提高50%。通過減小主支板寬度，在來流Ma=4時(shí)，能夠更容易在隔離段中建立預(yù)燃激波系，保證亞燃燃燒反應(yīng)更好地進(jìn)行，燃燒室內(nèi)推力提高了418 N。火箭基組合循環(huán)；亞燃模態(tài)；性能；影響因素date：2015-03
固體火箭技術(shù) 2016年1期2016-11-03
- 擾流片對(duì)駐渦燃燒室性能影響的研究
當(dāng)匹配，或者依靠凹腔后壁面得到噴射來形成[7-8]，而不同的燃燒室結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的速度比不同，應(yīng)用起來非常不方便。Agarwal等[9]提出了將導(dǎo)流片與TVC結(jié)合的概念，通過將部分主流氣體引入凹腔，可方便地形成穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu)。但是研究發(fā)現(xiàn)，僅存在導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)的駐渦燃燒室的燃燒效率較低。為了提高燃燒室的燃燒效率等性能，在前人研究的基礎(chǔ)上，在燃燒室內(nèi)部加入擾流片，通過改變導(dǎo)流片個(gè)數(shù)和燃燒室進(jìn)口速度，對(duì)其內(nèi)部燃燒湍流流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，研究燃燒室的性能。1 幾何模型及計(jì)算
兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2016年8期2016-09-13
- 側(cè)壁激波誘導(dǎo)下凹腔燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)*
?側(cè)壁激波誘導(dǎo)下凹腔燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)*趙延輝，梁劍寒(國(guó)防科技大學(xué) 航天科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙410073)摘要：在單凹腔燃燒室中引入側(cè)壁激波，為研究燃燒室內(nèi)部流動(dòng)特性，采用納米粒子平面激光散射技術(shù)和粒子圖像測(cè)速技術(shù)對(duì)全尺寸玻璃燃燒室模型進(jìn)行流場(chǎng)觀測(cè)，獲得了冷態(tài)流場(chǎng)展向和法向的瞬態(tài)灰度圖及平均速度場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在遠(yuǎn)壁面區(qū)域，凹腔內(nèi)部速度與密度都較低；引入側(cè)壁激波后，近壁面區(qū)域凹腔與主流的質(zhì)量與動(dòng)量交換增強(qiáng)，速度與密度升高；受到側(cè)壁激波影響，
國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年2期2016-07-26
- 凹腔布置方案對(duì)氣化煤油超聲速燃燒特性的影響*
410073)?凹腔布置方案對(duì)氣化煤油超聲速燃燒特性的影響*鐘戰(zhàn)1,2，王振國(guó)1,2，孫明波1,2(1.國(guó)防科技大學(xué) 航天科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙410073；2.國(guó)防科技大學(xué) 高超聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 長(zhǎng)沙410073)摘要：針對(duì)兩種凹腔布置方案，模擬馬赫數(shù)6.0的來流條件，采用氣化RP-3開展了一系列直連式燃燒試驗(yàn)。依據(jù)燃燒流場(chǎng)的可見光圖像、燃燒室壁面靜壓分布和推力增益，對(duì)比分析了凹腔布置方案對(duì)氣化煤油超聲速燃燒特性的影響。結(jié)果表明
國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年2期2016-07-26
- 不同形狀底凹結(jié)構(gòu)對(duì)火炮彈丸飛行阻力影響研究*
究發(fā)現(xiàn),彈丸底部凹腔產(chǎn)生位于凹腔內(nèi)的回流流動(dòng)對(duì)底凹結(jié)構(gòu)的減阻效果起決定性作用。研究的三種凹腔形狀中,“收縮”形狀的底凹結(jié)構(gòu)有最小的氣動(dòng)阻力。底凹彈;凹腔形狀;減阻;數(shù)值模擬0 引言以減小彈丸氣動(dòng)阻力為手段的火炮增程方法因其不涉及彈丸、發(fā)射藥裝藥量的改變而受到普遍重視。在彈丸飛行過程中,火炮彈丸的氣動(dòng)阻力主要由彈丸頭部脫體激波產(chǎn)生的波阻、底部流動(dòng)形成的底阻和彈丸外壁與空氣摩擦產(chǎn)生的摩擦阻力三者構(gòu)成。減小彈丸飛行時(shí)的空氣阻力,對(duì)改善彈丸的彈道性能(包括增大射程
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2016年5期2016-03-02
- 分區(qū)異化織構(gòu)缸孔表面形貌表征
究表明微米尺度的凹腔具有突出的潤(rùn)滑減摩效應(yīng)［3－6］．因此，分區(qū)異化和尺度微納化是表面織構(gòu)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)［5］．實(shí)現(xiàn)缸孔表面分區(qū)異化織構(gòu)，特別是產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，具有三個(gè)前提條件，一是充分的摩擦學(xué)基礎(chǔ)研究;二是可行的織構(gòu)加工技術(shù);三是織構(gòu)形貌的科學(xué)表征與快速測(cè)量．目前，前兩者已基本實(shí)現(xiàn)，而對(duì)織構(gòu)形貌表征的研究則相對(duì)較少．李敦橋等［7］發(fā)現(xiàn)在交叉紋理表面產(chǎn)生規(guī)則凹坑后，表面連通性系數(shù)明顯增大．劉小君等［8］通過設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)分離算法，建立了缸套形貌的多尺度特征與表面功
- 當(dāng)量比對(duì)超聲速燃燒室性能影響的數(shù)值研究
條件下，對(duì)帶支板凹腔組合結(jié)構(gòu)的煤油超燃燃燒室的內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，分析了燃燒室下游支板不同當(dāng)量比對(duì)燃燒室燃燒流場(chǎng)的影響，并對(duì)燃燒室的性能做了定量分析。研究表明，隨下游支板燃料當(dāng)量比增加，燃燒反壓對(duì)燃燒室上游影響加重，流動(dòng)分離區(qū)擴(kuò)大，上游燃料發(fā)生亞聲速燃燒狀態(tài)，且亞聲速燃燒區(qū)域變大。在支板和凹腔共同作用下，凹腔后方形成了亞聲速燃燒區(qū)和超聲速燃燒區(qū)，當(dāng)量比增加時(shí)超聲速燃燒區(qū)減小，亞聲速燃燒區(qū)擴(kuò)大，從而有利于燃料的充分混合和燃燒。隨當(dāng)量比增加，燃燒室總壓恢復(fù)系數(shù)
固體火箭技術(shù) 2015年4期2015-04-22
- 雙凹腔AVC冷態(tài)流動(dòng)特性研究
02400)?雙凹腔AVC冷態(tài)流動(dòng)特性研究田佳瑩1,2,曾卓雄3,徐義華2,薛 鋒4,郭譯群5,袁 琨6(1 北京動(dòng)力機(jī)械研究所,北京 100074;2 南昌航空大學(xué)飛行器工程學(xué)院,南昌 330063;3 上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院,上海 200090;4 91467部隊(duì),山東膠州 266300;5 海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū),山東青島 266041;6 91395部隊(duì),北京 102400)為探究第三鈍體對(duì)雙凹腔先進(jìn)旋渦燃燒室內(nèi)部冷態(tài)流動(dòng)特性的影響,通過
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2015年6期2015-03-04
- 基于駐渦穩(wěn)定的無焰燃燒室實(shí)驗(yàn)研究
12）本文通過將凹腔駐渦技術(shù)和無焰燃燒技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種基于凹腔駐渦的燃油無焰燃燒室，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。重點(diǎn)關(guān)注了空氣溫度、空氣流量、凹腔當(dāng)量比和主當(dāng)量比對(duì)無焰燃燒的形成和燃燒室污染物排放特性的影響。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)凹腔駐渦燃燒室形成無焰燃燒的條件，為該種燃燒室的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。無焰燃燒；凹腔駐渦；燃燒特性；航空發(fā)動(dòng)機(jī)；低排放隨著人類環(huán)保與健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，蓬勃發(fā)展的民航運(yùn)輸業(yè)排放的NOx等高空污染物對(duì)于臭氧層的破壞日益引起人們的重視，
燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù) 2014年3期2014-12-05
- 固體燃料凹腔結(jié)構(gòu)對(duì)超聲速流動(dòng)的影響①
的燃燒室結(jié)構(gòu)是由凹腔火焰穩(wěn)定段、等直段和擴(kuò)張段組成，第一次實(shí)現(xiàn)了PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)推進(jìn)劑在高溫氣流中的自點(diǎn)火及在超聲速來流條件下沒有外部輔助手段的火焰維持，同時(shí)給出了火焰穩(wěn)定的極限條件。在理論研究方面，Jarymowycz等[7]通過數(shù)值模擬研究了超聲速來流下，凹腔結(jié)構(gòu)燃燒室中固體推進(jìn)劑HTPB的燃燒特性。Ben-Arosh等[8-9]在不考慮化學(xué)反應(yīng)的情況下，對(duì)超聲速來流情況下，帶突擴(kuò)臺(tái)階結(jié)構(gòu)的燃燒室中固體燃料和來流氣體的混合問題進(jìn)行了研究。通
固體火箭技術(shù) 2014年3期2014-03-15
- 臺(tái)階和凹腔在固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)自點(diǎn)火性能對(duì)比①
對(duì)比分析了臺(tái)階和凹腔火焰穩(wěn)定器對(duì)SFSCRJ燃燒室自點(diǎn)火性能的影響。1 物理模型凹腔常被用在液體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)中作為火焰穩(wěn)定器，如圖1(a)所示，其內(nèi)部形成的低速高溫區(qū)域，可作為點(diǎn)火源并維持火焰。突擴(kuò)臺(tái)階常用作傳統(tǒng)固體燃料亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(SFRJ)的火焰穩(wěn)定器［17］，如圖1(b)所示，引入臺(tái)階后，靠近壁面形成了回流區(qū)、重附區(qū)和重發(fā)展區(qū)3種不同的流動(dòng)區(qū)域，回流區(qū)用以穩(wěn)定火焰，其在SFSCRJ中的應(yīng)用受到的關(guān)注較少，其幫助固體燃料實(shí)現(xiàn)自點(diǎn)火方面的研究未見
固體火箭技術(shù) 2014年5期2014-01-16
- 駐渦燃燒室駐渦區(qū)渦系特點(diǎn)數(shù)值模擬
區(qū)和主燃區(qū)。利用凹腔形成旋流，駐渦區(qū)主要起到火焰穩(wěn)定和小功率燃燒的作用，主流主要起到大狀態(tài)時(shí)的燃燒作用。駐渦區(qū)內(nèi)的燃料和空氣以一定方式單獨(dú)供入凹腔內(nèi)，在較寬范圍的主流進(jìn)氣狀況下建立穩(wěn)定的回流區(qū)。國(guó)內(nèi)外對(duì)駐渦燃燒室開展了大量研究，結(jié)果表明:駐渦燃燒室具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、貧富油極限寬、高空再點(diǎn)火性能優(yōu)越、可在更寬廣的油氣范圍內(nèi)保持高燃燒效率等優(yōu)點(diǎn)[4]。駐渦區(qū)的特性對(duì)燃燒室性能有重要影響，特別是駐渦區(qū)渦系特點(diǎn)。駐渦區(qū)內(nèi)主要存在2個(gè)渦，分別為主渦和副渦。對(duì)駐渦區(qū)的流場(chǎng)
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2013年1期2013-09-28
- 乙烯超燃燃燒室支板/凹腔結(jié)構(gòu)組合的數(shù)值研究①
燒室研究的難點(diǎn)。凹腔作為超聲速燃燒中簡(jiǎn)單有效的穩(wěn)焰結(jié)構(gòu)，已被越來越多的研究人員所重視。交錯(cuò)尾部支板結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生流向渦和展向渦，可有效增強(qiáng)燃料與空氣的混合［4－6］。凹腔和支板在超燃燃燒室的流動(dòng)中都有著舉足輕重的作用，對(duì)于同時(shí)存在支板和凹腔的超燃燃燒室流場(chǎng)中，涉及復(fù)雜的激波/膨脹波相互作用、激波點(diǎn)火作用、化學(xué)反應(yīng)剪切層、大尺度分離流和旋渦流動(dòng)、超聲速氣流的壓力傳播和燃燒的火焰?zhèn)鞑ブg的相互作用等多種相互耦合的復(fù)雜現(xiàn)象，蘊(yùn)含其中的許多問題還未被人們所認(rèn)知。目前，
固體火箭技術(shù) 2012年5期2012-09-26
- 渦輪間燃燒室貧油熄火特性的試驗(yàn)研究
赫數(shù)、主流溫度、凹腔深寬比和凹腔后體高度變化對(duì)其貧油熄火性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：貧油熄火余氣系數(shù)隨主流馬赫數(shù)的增大而減小，隨主流溫度的升高而增大,但主流溫度的變化不如主流馬赫數(shù)變化對(duì)貧油熄火性能的影響大；后體進(jìn)氣量的增加對(duì)提高貧油熄火性能有利；凹腔深寬比和凹腔后體高度的變化對(duì)貧油熄火性能有一定影響；深寬比為0.8、后體高度為30 mm且在后體開槽的試驗(yàn)件的貧油熄火性能最好。渦輪間燃燒室；駐渦燃燒室；凹腔；貧油熄火；試驗(yàn)研究；渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)0 引言在航空發(fā)動(dòng)機(jī)
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2012年5期2012-07-05
- 凹腔支板尾緣渦脫落頻率試驗(yàn)研究
100084）凹腔支板尾緣渦脫落頻率試驗(yàn)研究吳 迪1，金 捷1，季鶴鳴2，徐勝金3（1.北京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京 100191；2.中航工業(yè)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所，沈陽(yáng) 110015；3.清華大學(xué)航天航空學(xué)院，北京 100084）為研究不同結(jié)構(gòu)尺寸的凹腔對(duì)支板尾緣渦脫落頻率特性的影響，設(shè)計(jì)了用于一體化加力燃燒室的帶凹腔支板部件，并對(duì)其進(jìn)行了風(fēng)洞冷態(tài)試驗(yàn)。對(duì)所測(cè)得的速度數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，并與標(biāo)準(zhǔn)支板的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：開凹腔設(shè)計(jì)改變
航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2011年4期2011-06-06
- 凹腔火焰穩(wěn)定器內(nèi)氣流流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究
M)首次成功地把凹腔作為超聲速燃燒火焰穩(wěn)定器[1]。目前,凹腔被作為集燃料噴射、混合及火焰穩(wěn)定為一體的火焰穩(wěn)定器是其中最具潛力的一種。Maureen B.Tracy和E.B.Plentovich等研究了亞音速和跨音速時(shí)不同尺寸的凹腔流場(chǎng)特征[2]。Stallings和Wilcox[3]把凹腔流動(dòng)分為開放、閉合和過渡型三種類型。對(duì)于超聲速氣流,L/D＜10為開放型凹腔,L/D＞13為閉合型凹腔,L/D=10～13為過渡型凹腔,本文也采用這種分類方法。國(guó)內(nèi)針對(duì)