检索结果-内蒙古大学图书馆

航空兵器 2025年第1期32卷 14-22页

作者：翁春生韩家祥白桥栋刘嘱勇郑权南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094

为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气... 详细信息

为了研究固体冲压发动机富燃燃气的旋转爆轰特性,本文以CH_(4)/CO/H_(2)混合气替代固体富燃燃气作为燃料,常温空气为氧化剂,研究了混合气的旋转爆轰波传播特性。实验研究结果表明:混合气质量比为1∶4.4∶0.67,质量流量为54.5 g/s,空气质量流量在370.9~782.3 g/s范围内,能够起爆形成稳定的旋转爆轰波。随着空气流量的增加,旋转爆轰传播模态经历了单波、双波对撞到四波对撞的变化过程。爆轰波传播速度出现了先增大后减小的变化。空气质量流量为484.9 g/s,当量比为0.95时,爆轰波速的最大值为1167.8 m/s。

关键词：固体冲压发动机富燃燃气混合气旋转爆轰传播模态

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当量比对富氢燃气旋转爆轰自起爆传播特性的影响

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弹道学报 2025年第1期37卷 9-19,53页

作者：高文佳白桥栋韩家祥邱晗刘嘱勇翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结... 详细信息

针对高温富氢燃气旋转爆轰自起爆现象,进行了实验研究,通过分析典型特征参数,探究了当量比对高温富氢燃气旋转爆轰波传播特性的影响,获得了高温富氢燃气成功自起爆形成旋转爆轰波的当量比范围,分析了当量比对自起爆延迟时间的影响。结果表明:自起爆形成的初始旋转爆轰波强度较弱,会出现传播方向的改变和传播模态的改变。但通过旋转爆轰的自调节,最终能实现旋转爆轰的稳定自持传播。当预燃氧气流量在8 g/s左右,空气流量在270 g/s时,在当量比范围为0.85~1.98区间内,高温富氢燃气能够通过自起爆形成稳定的旋转爆轰波。当量比大于1.52时旋转爆轰波呈单波模态;随着当量比减小,转变为混合模态,即在同一工况下,单波、双波模态和单/双波过渡模态无规律地交替出现。当量比减小到0.96左右时,旋转爆轰波呈现出稳定双波模态;随着当量比的增加,自起爆延迟时间从138 ms缩减至106 ms。旋转爆轰波的传播速度随着当量比的增加先增大后减小。波速的最大值出现在当量比为1.33,此时波速为1278 m/s。

关键词：高温富氢燃气旋转爆轰自起爆过程传播模态当量比

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喷注方案对CH_(4)-O_(2)旋转爆轰发动机冷流掺混特性的影响

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航空兵器 2025年第1期32卷 99-106页

作者：刘翔宇赵楠楠朱龙黄亚坤王园丁郑权翁春生南京理工大学瞬态物理全国重点实验室南京210094 航天推进技术研究院西安710100 上海空间推进研究所上海空间发动机工程技术研究中心上海201112

旋转爆轰发动机是一种可自增压、持续提供推力的新概念发动机,在航空航天领域具有远大的应用前景。喷注结构是旋转爆轰发动机设计的基础,为研究不同喷注方案下发动机内流场的演化过程,本文选取模型为双侧喷注的环形燃烧室,通过求解三维... 详细信息

旋转爆轰发动机是一种可自增压、持续提供推力的新概念发动机,在航空航天领域具有远大的应用前景。喷注结构是旋转爆轰发动机设计的基础,为研究不同喷注方案下发动机内流场的演化过程,本文选取模型为双侧喷注的环形燃烧室,通过求解三维雷诺时均N-S方程,针对喷孔直径与旋流喷注角度变化开展了一系列冷流场研究。结果表明:增大喷孔直径将有利于提高燃料射流动量,增加燃料径向穿透深度,促进推进剂组分的扩散与混合;增大旋流喷注角度将使得燃料射流动量下降,气流沿径向发生显著偏折,降低混合效率。低喷注动量的燃料射流难以与氧化剂主流充分掺混,受气流冲击影响严重,表现出沿燃烧室内外壁面分布的特性,在流场中心形成带状的低浓度区,最终导致混合不充分现象。

关键词：旋转爆轰喷注结构掺混喷孔直径旋流

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旋转爆轰发动机工作过程的数值模拟

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推进技术 2014年第12期35卷 1707-1714页

作者：卓长飞武晓松封锋马虎南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为了深入研究旋转爆轰发动机工作过程,采用高精度高分辨率迎风通量分裂格式(AUSMPW+)、氢氧7组分8反应化学动力学模型,求解三维带化学反应的Euler方程。对旋转爆轰发动机工作过程进行了数值模拟,分析了采用预爆轰管点火过程的流场特征... 详细信息

为了深入研究旋转爆轰发动机工作过程,采用高精度高分辨率迎风通量分裂格式(AUSMPW+)、氢氧7组分8反应化学动力学模型,求解三维带化学反应的Euler方程。对旋转爆轰发动机工作过程进行了数值模拟,分析了采用预爆轰管点火过程的流场特征以及整个发动机推力、推力偏心距、侧向力随时间的变化规律。计算结果表明:切向预爆轰管紧贴喷注入口时,点火过程仅产生一道单向爆轰波,能成功点燃旋转爆轰发动机;在本文给定的计算条件下,旋转爆轰发动机平均推力约180N,旋转爆轰波传播频率约为14285Hz;旋转发动机正常工作过程中,推力偏心矩、侧向力随时间周期性变化。

关键词：计算流体力学 Euler方程旋转爆轰点火方式高频振动

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旋转爆轰胞格结构的实验和数值研究

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爆炸与冲击 2011年第4期31卷 337-342页

作者：张旭东范宝春潘振华归明月南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

对爆轰波在环形圆管(预混气体为2H2/O2/Ar)内的传播分别进行了实验和数值研究。实验研究采用烟迹板记录了环形圆管内爆轰波的胞格结构。数值计算利用二阶附加半隐的Runge-Kutta法和五阶WE-NO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采... 详细信息

对爆轰波在环形圆管(预混气体为2H2/O2/Ar)内的传播分别进行了实验和数值研究。实验研究采用烟迹板记录了环形圆管内爆轰波的胞格结构。数值计算利用二阶附加半隐的Runge-Kutta法和五阶WE-NO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用基元反应简化模型描述化学反应过程,得到了旋转爆轰的流场及数值胞格结构。实验和数值模拟结果表明:爆轰波在圆环管中传播时,由于圆环的内壁发散、外壁收敛,圆环内侧爆轰强度小于外侧,胞格尺寸较大;内侧OH的分布区域大于外侧,浓度较低。旋转爆轰的这种性质,使爆轰波能以稳定的角速度绕轴旋转。

关键词：爆炸力学旋转爆轰二阶附加半隐的Runge-Kutta法胞格结构自持机理

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旋转爆轰的三维数值模拟

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推进技术 2010年第1期31卷 82-86页

作者：归明月范宝春张旭东潘振华姜孝海南京理工大学瞬态物理实验室江苏南京210094

旋转爆轰利用爆轰波在燃烧室的供气端传播,而爆轰产物从另一端排出。为了揭示其宏观特性,采用带化学反应的三维Euler方程,在贴体坐标系中,利用带限制函数的波传播算法,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值研究,讨论了爆轰传播过程中... 详细信息

旋转爆轰利用爆轰波在燃烧室的供气端传播,而爆轰产物从另一端排出。为了揭示其宏观特性,采用带化学反应的三维Euler方程,在贴体坐标系中,利用带限制函数的波传播算法,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值研究,讨论了爆轰传播过程中的波系结构。数值结果表明,即使仅在燃烧室内壁面的部分区域充入可燃气,爆轰波也能够以旋转方式在该区域稳定传播。

关键词：旋转爆轰数值仿真激波

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旋转爆轰的三维结构和侧向稀疏波的影响

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爆炸与冲击 2010年第4期30卷 337-341页

作者：张旭东范宝春归明月潘振华南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

基于带化学反应的三维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟,讨论了旋转爆轰波的三维结构及侧向稀疏波对旋转爆轰波阵面的影响。数值结果表明,爆轰波能够以旋转方式沿预混气... 详细信息

基于带化学反应的三维Euler方程,采用氢气-空气的9组分19步基元反应简化模型,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟,讨论了旋转爆轰波的三维结构及侧向稀疏波对旋转爆轰波阵面的影响。数值结果表明,爆轰波能够以旋转方式沿预混气层稳定传播。在侧向稀疏波作用下,爆轰波阵面发生变形。与理想的C-J爆轰相比,爆轰波强度和爆轰参数都有所下降。

关键词：爆炸力学三维结构三维Euler方程旋转爆轰侧向稀疏波

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旋转爆轰自持机理的数值研究

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弹道学报 2011年第1期23卷 1-4,8页

作者：张旭东范宝春潘振华归明月南京理工大学瞬态物理重点实验室南京210094

为研究旋转爆轰的自持机理,基于带化学反应的二维Euler方程,对2H2/O2/Ar系统在圆环管内爆轰的传播进行了数值模拟.用二阶附加半隐的Runge-Kutta法和五阶WENO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用基元反应简化模型描述爆轰化学... 详细信息

为研究旋转爆轰的自持机理,基于带化学反应的二维Euler方程,对2H2/O2/Ar系统在圆环管内爆轰的传播进行了数值模拟.用二阶附加半隐的Runge-Kutta法和五阶WENO格式分别离散欧拉方程的时间和空间导数项,采用基元反应简化模型描述爆轰化学反应过程,得到了旋转爆轰流场温度、压力、典型组元OH质量分数的分布及数值胞格结构.结果表明,爆轰波在圆环管中传播时,受壁面敛散性的影响,沿圆环凹壁面一侧流场的温度、压力和化学反应强度均高于凸壁面侧,而胞格尺寸则要小于凸壁面侧;旋转爆轰波沿凹壁面的传播速度要大于沿凸壁面的速度.数值计算得到的胞格结构与实验结果定性一致.

关键词：旋转爆轰自持机理胞格结构基元反应

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旋转爆轰流场的三维结构及其径向变化的数值研究

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高压物理学报 2015年第1期29卷 29-34页

作者：张旭东范宝春归明月南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

基于带化学反应的三维Euler方程,采用8组元和24个可逆化学反应的基元反应模型,对等当量比的气相氢气/氧气系统在圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟。结果表明,子爆轰波、斜激波和滑移线组成了旋转爆轰波的基本三维结构。由于旋转... 详细信息

基于带化学反应的三维Euler方程,采用8组元和24个可逆化学反应的基元反应模型,对等当量比的气相氢气/氧气系统在圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟。结果表明,子爆轰波、斜激波和滑移线组成了旋转爆轰波的基本三维结构。由于旋转爆轰燃烧室特殊的几何构型,即内壁的发散和外壁的收敛,使内壁面附近的爆轰强度要小于外壁面附近的爆轰强度,最终实现旋转爆轰波在燃烧室内的自持传播。

关键词：旋转爆轰三维结构壁面几何构型自持传播

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旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气冷流掺混特性研究

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弹道学报 2023年第2期35卷 9-19页

作者：陈昊白桥栋翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为研究旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气的冷流掺混特性,使用OpenFOAM对小孔-环缝喷注结构下煤油裂解气的喷射掺混过程进行了二维大涡模拟研究。根据数值模拟结果,系统描述了燃烧室内冷流场的流场结构和可爆轰区域位置,对比分析了喷注压力(... 详细信息

为研究旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气的冷流掺混特性,使用OpenFOAM对小孔-环缝喷注结构下煤油裂解气的喷射掺混过程进行了二维大涡模拟研究。根据数值模拟结果,系统描述了燃烧室内冷流场的流场结构和可爆轰区域位置,对比分析了喷注压力(保持当量比不变)、裂解气喷注位置及喷注角度对掺混效果的影响,并用掺混不均匀度定量评价了裂解气与空气的掺混程度。研究结果表明:由于Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的大尺度湍流涡结构的卷带作用是煤油裂解气与空气混合的主要机制。采用有限速率模型和一步化学反应机理计算得到的煤油裂解气/空气一维可爆轰当量比上、下限分别为2.9和0.4。在空气和裂解气喷注温度分别为300 K、720 K时,增大喷注压力,掺混效果降低;裂解气喷注位置远离燃烧室入口,掺混效果提高;裂解气与空气喷注角度由同向到逆向,掺混效果提高。

关键词：煤油裂解气旋转爆轰冷流掺混大涡模拟

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