国家自然科学基金(51206185)
- 作品数：6 被引量：27H指数：4
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- 相关机构：中国人民解放军中国空气动力研究与发展中心中国人民解放军装备学院更多>>
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- 液氧煤油发动机尾焰冲击导流槽三维数值模拟被引量：5
- 2017年
- 为了研究液氧煤油发动机尾焰冲击导流槽的流场规律,采用CFD软件计算了液氧煤油发动机尾焰对无导流装置、有锲形导流装置和有圆锥体导流装置三种不同导流槽的冲击流场进行了三维数值模拟,对比分析了冲击不同导流槽的尾焰燃气流动。结果表明:液氧煤油发动机尾焰燃气垂直冲击无导流装置的导流槽,沿着导流槽侧面流动和向上反射的燃气会对导流槽底面正上方环境产生高温影响;锲形导流装置能够避免沿着导流槽侧面流动和向上反射的燃气对导流槽底面正上方环境的高温影响;圆锥体导流装置能够避免向上反射的燃气对导流槽底面正上方环境的高温影响,在避免燃气沿着导流槽侧面流动方面仍有改进余地;相对尾焰燃气冲击无导流装置的导流槽,锲形导流装置和圆锥体导流装置表面最大压力分别增大了10.31%和33.81%,锲形导流装置和圆锥体导流装置受尾焰燃气冲击的最高温度分别降低了4.04%和8.95%。
- 蔡红华聂万胜苏凌宇侯志勇
- 关键词：液氧煤油发动机尾焰数值模拟
- 基于基元反应的总包机理建模及算法优化被引量：7
- 2015年
- 以煤油/氧的化学动力学体系为例,介绍了基于基元反应的总包机理建模、反应速率计算等国际先进方法,归纳了针对化学动力学过程由建模到求解的一套完整流程。首先选用正十二烷作为煤油的替代燃料,通过直接关系图法(DRG)结合计算奇异值摄动法(CSP)的机理简化方法将正十二烷203组分、738步的详细反应机理化简为了32组分、36步的总包反应机理。为了计算总包反应速率,采用线性准稳态假设(LQSSA)计算准稳态组分浓度,解耦了准稳态组分间的非线性耦合,在保证计算精度的同时提高算法稳定性和效率。最终,通过VODE刚性积分求解器求解化学动力学方程组,并形成了一套可与CFD主程序耦合使用的化学动力学计算子程序。
- 薛诚尤聂万胜何博
- 关键词：化学动力学
- 隔板片数量对液体火箭发动机燃烧不稳定性的影响被引量：5
- 2020年
- 为了分析隔板片数量对液体火箭发动机燃烧不稳定性的影响,在验证仿真模型有效性的基础上,采用欧拉-拉格朗日方法对液体火箭发动机燃烧室内的两相燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:试车工况下气氧煤油发动机燃烧流场仿真结果与实验结果的误差仅为3%,符合较好,数值仿真模型是有效的;在1轮毂3径向、1轮毂4径向及1轮毂6径向工况下,均能对无隔板工况下燃烧室中存在的高频不稳定燃烧进行抑制,其中1轮毂3径向工况下,抑制效果最佳。在影响燃烧室内压力振荡剧烈程度的3种因素中,压力扰动是否全部处于隔板影响区域之内起到的作用最大,压力振荡与释热波动之间的相位耦合程度起到的作用次之,压力扰动的强度起到的作用最小。
- 马列波聂万胜
- 关键词：液体火箭发动机燃烧不稳定性数值模拟
- 气相化学反应与声学振荡的耦合机理数值研究
- 2016年
- 通过数值仿真方法针对液体火箭发动机内的气相化学动力学与振荡声场的热声耦合机理进行了研究。采用任意拉格朗日算法解耦流动与化学源项间的刚性。采用的多步总包反应机理考虑了底层的准稳态组分脉动。通过入口流量边界的流量脉动向燃烧室中引入纵向声波,并建立了冷流声学相似场模型以分析热声耦合效应的强度。研究发现:在线性小振幅声场中,气相化学动力学控制的释热系统与声学振荡无明显耦合激励;在非线性有限幅值声场中,燃烧室压力与释热波动出现"突跃"并表现为陡峭前沿波,气相化学动力学控制的释热系统与声学振荡发生耦合激励,反应流较其冷流声学相似场的压力振荡振幅增强约300%。最后分析了耦合激励发生的可能原因,提出了气相化学动力学体系的"释热分岔"假说。
- 薛诚尤聂万胜何博郑刚
- 关键词：化学动力学数值仿真
- 压力振荡环境下液滴蒸发动态响应特性研究被引量：4
- 2015年
- 设计了压力振荡环境液滴蒸发实验系统,开展了压力振荡环境下液滴蒸发动态响应特性实验研究,分析了压力振荡对液滴蒸发过程的影响,建立了压力振荡环境非稳态蒸发模型,并基于该模型考察了振荡频率、振幅、燃烧室平均压力及温度对蒸发特性的影响规律。实验表明,压力振荡环境对液滴蒸发过程具有明显的促进作用,增加了液滴蒸发速率,且蒸发速率波形相位滞后压力振荡波形接近180°。研究发现,增加振荡频率会加剧蒸发速率的振荡,但对蒸发速率平均值并无影响,蒸发过程中液滴直径变化趋势并无明显区别;燃烧室的高温环境在增加液滴蒸发速率、促进蒸发的同时,也会增强压力振荡对蒸发过程的影响效应,加剧液滴蒸发速率振荡;对于燃烧室平均压力和振幅,要将振幅占燃烧室平均压力的百分比作为影响因素之一来进行考察,百分比越大,液滴蒸发速率及表面温度振荡越剧烈。
- 尹婷吴高杨聂万胜
- 关键词：压力振荡液滴蒸发影响因素
- 偏二甲肼液滴燃烧特性及影响因素实验研究被引量：6
- 2014年
- 设计了一套密闭环境液滴燃烧实验系统,开展了不同实验工况下偏二甲肼(UDMH)液滴在四氧化二氮(NTO)环境中的着火燃烧实验,详细分析了UDMH单液滴着火燃烧特性,考察了燃烧室温度、压力、液滴初始直径及速度对燃烧过程的影响。结果表明,液滴燃烧经历了初始燃烧阶段,剧烈燃烧阶段和熄燃阶段3个过程。其中,初始燃烧阶段和熄燃阶段的持续时间均较长。燃烧过程中,燃烧火焰呈现出明显的双火焰峰结构,内层为规则的椭圆形分解火焰峰,外层为带有尾迹火焰的扩散火焰峰。增加燃烧室温度促使液滴表面与内部的燃料快速蒸发,形成了充足的燃料蒸气环境,有助于液滴的着火燃烧;燃烧室压力的增加加快了反应速度,减少了液滴生存时间;增大液滴下落速度导致液滴表面蒸发流率得到增强,更易产生足够的燃料蒸气,促进燃烧的进行,从而有助于液滴生存时间的减小。
- 尹婷聂万胜何浩波
- 关键词：偏二甲肼燃烧实验
