检索结果-内蒙古大学图书馆

弹道学报 2025年

作者：顾津康杨李宁黄孝龙李灿翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室

为研究水下爆轰发动机的推力性能，本文推导了简化水下爆轰发动机模型的推力计算方法，并基于VOF多相流模型，对采用空气为氧化剂，汽油蒸气为燃料的不同喷管构型水下爆轰发动机进行了数值模拟研究。探讨了水下爆轰发动机的推力来源及... 详细信息

为研究水下爆轰发动机的推力性能，本文推导了简化水下爆轰发动机模型的推力计算方法，并基于VOF多相流模型，对采用空气为氧化剂，汽油蒸气为燃料的不同喷管构型水下爆轰发动机进行了数值模拟研究。探讨了水下爆轰发动机的推力来源及不同当量比，不同喷管构型下发动机的推进性能。结果表明：水下爆轰发动机的推力来源主要有内推力壁面，环形推力壁面和喷管壁面三个部分。其中内推力壁面推力对总推力的贡献超过67%，环形推力壁面推力对总推力的贡献超过16%。发动机出口的复杂波系和爆轰产物与发动机壁面作用，形成了水下爆轰发动机推力曲线的多个尖峰。在加装不同的喷管后发现，喷管对推力性能的改善有显著作用，收敛喷管能够增强水下爆轰的反射激波的强度，但喷管壁面带来的负推力使得比冲和平均推力相比直喷管降低了11.31%。扩张喷管削弱水下爆轰的透射激波和反射激波，但喷管压力作用面积的增加使得比冲和平均推力较直喷管提升28.09%，能够显著提高水下爆轰发动机的推力性能。

关键词：水下爆轰发动机激波推力喷管构型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

喷管构形对多脉冲激光推进冲量耦合系数的影响

引用

推进技术 2011年第6期32卷 864-868,894页

作者：宋俊玲洪延姬李倩文明装备学院研究生管理大队北京101416 装备学院基础部北京101416

多脉冲激光推进中,后续脉冲的推进性能受到之前激波流场的影响。为了获得喷管构型参数对多脉冲推进性能的影响规律,针对圆台形喷管构形,数值模拟了频率为20,50,100Hz时多脉冲流场演化过程,得到了喷管顶部直径和长度对多脉冲冲量耦合系... 详细信息

多脉冲激光推进中,后续脉冲的推进性能受到之前激波流场的影响。为了获得喷管构型参数对多脉冲推进性能的影响规律,针对圆台形喷管构形,数值模拟了频率为20,50,100Hz时多脉冲流场演化过程,得到了喷管顶部直径和长度对多脉冲冲量耦合系数的影响规律。结果表明:多脉冲冲量耦合系数随着顶部直径的增加而增加;一定范围内增加喷管长度利于冲量耦合系数的提高,但喷管过长将不利于喷管内气体的恢复,多脉冲冲量耦合系数提高不明显;不同频率下顶部直径和长度对冲量耦合系数的影响规律基本一致。研究结果为多脉冲条件下喷管参数优化和实验参数选择提供参考。

关键词：激光推进吸气式多脉冲喷管构型冲量耦合系数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

连续旋转爆轰发动机爆轰波传播特性研究

连续旋转爆轰发动机爆轰波传播特性研究

引用

作者：李宝星南京理工大学

学位级别：博士

连续旋转爆轰发动机具有结构紧凑、热力循环效率高、自增压、推重比大等优点,在航空航天推进系统中具有广阔的应用前景,近年来成为全世界范围内的研究热点。本文以火箭式连续旋转爆轰发动机为研究对象,分别以气态氢气和液态汽油为燃料,... 详细信息

连续旋转爆轰发动机具有结构紧凑、热力循环效率高、自增压、推重比大等优点,在航空航天推进系统中具有广阔的应用前景,近年来成为全世界范围内的研究热点。本文以火箭式连续旋转爆轰发动机为研究对象,分别以气态氢气和液态汽油为燃料,空气和富氧空气为氧化剂,通过实验和数值模拟,对连续旋转爆轰发动机爆轰特性和推力性能展开研究。为了研究H2/air连续旋转爆轰波的起爆与传播特性,在不同工况下开展了一系列实验研究。实验发现点火后需要经历一个复杂的过渡期才能形成连续旋转爆轰波,当量比和推进剂总质量对爆轰波的形成过程均存在一定的影响,其中当量比的影响更为显著。随着当量比或推进剂总质量流量的增加,爆轰波表现出不同的传播模态,而爆轰波平均传播速度均呈现先增大后减小的变化规律,且存在最优工况使得爆轰波传播最为稳定。在下游斜激波侧向膨胀的作用下,斜激波角度沿轴向方向逐渐减小,斜激波面发生弯曲。随着当量比增大,斜激波弯曲程度逐渐加深;随着推进剂总质量流量增加,斜激波弯曲程度则先增加后减少,对应的发动机平均推力呈线性增加趋势。建立了气液两相连续旋转爆轰理论模型,采用二维CE/SE方法,对以汽油为燃料、富氧空气为氧化剂的连续旋转爆轰流场进行数值模拟。计算结果表明:(1)随着燃烧室轴向长度增加,燃烧室内膨胀空间增大,出口压力逐渐降低,轴向速度则逐渐增大,发动机的平均推力密度和燃料比冲先增大后减小;(2)燃烧室存在最短周向长度,当长度过小时不能形成自持传播的爆轰波,随着周向长度增加,入口处的爆轰参数升高,平均推力密度和燃料比冲则逐渐降低;(3)随着氧化剂喷注压力增大,爆轰波压力增大,温度和速度减小,燃烧室出口压力、密度以及轴向速度均呈增大趋势,从而提升平均推力密度和燃料比冲;(4)随着燃料液滴半径增大,爆轰波压力和温度以及速度均会降低,且爆轰压力和温度逐渐出现不稳定现象,当液滴半径增加到70μm时,无法形成爆轰波;(5)随着当量比增大,爆轰压力和温度峰值均先增大后减小,爆轰波速度和平均推力密度均增加,燃料比冲则逐渐减小。在二维的基础上,建立了三维气液两相连续旋转爆轰理论模型,采用三维CE/SE方法,对连续旋转爆轰的三维流场进行模拟。由于环形燃烧室的特殊构型,内壁面具有发散作用,外壁面具有收敛作用,使得外壁面处爆轰强度要高于内壁面,确保了爆轰波阵面处的角速度一致,实现了爆轰波的自持传播。随着燃烧室宽度增加,内外壁面处的压力峰值差异逐渐增大,平均质量流量和总推力几乎呈线性增长,燃料比冲则缓慢降低。通过分别以径向和轴向为燃料喷注方式的两套气液两相连续旋转爆轰发动机,成功实现了汽油为燃料、富氧空气为氧化剂的两相连续旋转爆轰波的起爆与自持传播。分析了不同传播模态下爆轰波的传播特性和形成机制,研究了燃烧室宽度、喷管构型以及氧化剂喷注面积对两相爆轰波传播特性的影响。实验发现:燃烧室宽度减小时,压力波形振荡更为显著,同时爆轰波的传播速度减小。在收缩喷管和拉瓦尔喷管条件下,发动机分别以单波与双波对撞混合模态和单波模态为主;在扩张喷管条件下,爆轰波主要以双波对撞模态传播,与未加喷管表现一致。安装喷管后,爆轰波传播速度增加,其中收缩喷管和拉瓦尔喷管表现较显著。当氧化剂喷注面积从456.9mm2增加到620mm2时,爆轰波从单波与双波对撞混合模态转变成单波模态,且表现更为稳定。氧化剂喷注面积增大后,燃烧室内高频压力存在低频振荡现象。当氧化剂喷注面积进一步增加到799mm2,燃烧室内难以形成稳定自持的爆轰波。开展了气液两相连续旋转爆轰发动机推力测试实验研究。详细分析了双波对撞模态、单波模态、混合模态以及缓燃模态下的发动机推力性能和振荡特性;实验发现不同模态下的推力除了存在高频振荡,还存在类似于正弦的低频振荡。在较宽的燃烧室条件下,发动机的推力和比冲相对较低,随着燃烧室宽度减小,发动机的推力和比冲虽然明显提升,但推力稳定性变差。收缩喷管、拉瓦尔喷管和扩张喷管均提升了发动机的推力性能和燃料比冲,其中收缩喷管的提升最为显著,其推力最稳定。本文明确了推进剂当量比和总质量流量对H2/air连续旋转爆轰波起爆与传播特性的影响;揭示了气液两相连续旋转爆轰自持传播机理;分析了不同尾喷管下爆轰波传播特性和提高推力性能的机制。本文的研究工作对于提高连续旋转爆轰发动机性能以及实现工程化应用具有重要意义。

关键词：连续旋转爆轰发动机传播特性流场结构燃烧室宽度喷管构型氧化剂喷注面积推力性能振荡特性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

H2/Air连续旋转爆轰发动机流场特性研究

H2/Air连续旋转爆轰发动机流场特性研究

引用

作者：邱玉杰南京理工大学

学位级别：硕士

连续旋转爆轰发动机因具有结构简单、热力学效率高，推力矢量可调节和推重比大等优点，在航空航天推进领域内具有广阔的应用前景，近年来受到了广泛的关注。本文通过数值模拟和实验，对H2/air连续旋转爆轰发动机内、外流场分布特性以及... 详细信息

连续旋转爆轰发动机因具有结构简单、热力学效率高，推力矢量可调节和推重比大等优点，在航空航天推进领域内具有广阔的应用前景，近年来受到了广泛的关注。本文通过数值模拟和实验，对H2/air连续旋转爆轰发动机内、外流场分布特性以及发动机的推进性能进行了研究，主要工作有以下几点：　　(1)基于FLUENT软件，对连续旋转爆轰发动机内流场进行了三维数值模拟，对H2/air连续旋转爆轰波的起爆过程、燃烧室内流场结构以及爆轰参数分布进行了分析。　　(2)开展了H2/air连续旋转爆轰机实验研究，在不同质量流量下成功实现了爆轰波稳定传播。实验研究发现，从点火到形成连续传播的爆轰波需要经历复杂的过渡阶段，保持当量比不变，随着推进剂总质量流量的增加，起爆时间先减小后增加，爆轰波的压力、平均传播频率以及传播稳定性均呈先升高后降低的趋势。　　(3)对H2/air连续旋转爆轰发动机内外流场进行了三维数值模拟，获得了CRDE内外流场结构特征和旋转爆轰波相关参数的变化特性，结果表明：爆轰产物在燃烧室出口下游形成锥形高温射流核心区;羽流外围的空气受出口处斜激波的扰动，压力呈现出周期性变化;在引射作用下，出口附近羽流中心形成低压高温区域，内柱端面上产生了负的推力，降低了发动机的推进性能。　　(4)通过三维数值模拟，获得了不同质量流量以及燃烧室宽度对爆轰参数、内外流场结构以及CRDE推进性能影响的变化规律。结果表明：随着推进剂质量流量的提高，爆轰波的峰值压力、平均传播速度、发动机的总推力和基于混合物的比冲均呈增大趋势;羽流场膨胀更为剧烈，而高温射流核心区的温度整体上呈下降趋势。随着燃烧室宽度的增加，内外壁面处的各流动参数的差异呈逐渐增加趋势，爆轰波的压力和传播速度、发动机的总推力以及总比冲均呈下降趋势，高温射流核心区的温度则整体上呈上升趋势。　　(5)对安装直喷管、拉瓦尔喷管、扩张喷管和收缩喷管的连续旋转爆轰发动机的内外流场进行了三维数值模拟。结果表明：在入口质量流量一定的情况下，拉瓦尔喷管和收缩喷管提高了燃烧室内爆轰波的压力和传播频率，而扩张喷管对爆轰波的压力和传播频率几乎没有影响;收缩喷管和拉瓦尔喷管对发动机尾部火焰具有一定的约束作用，内柱端面上均产生了负的推力。当推进剂总质量流量从0.22kg/s增加到0.8kg/s，4种发动机的推力和比冲均呈增大趋势，安装拉瓦尔喷管的发动机具有最佳推进性能。

关键词：连续旋转爆轰发动机流场结构数值模拟喷管构型推进性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：