国家自然科学基金(51276194)
- 作品数：8 被引量：15H指数：2
- 相关作者：夏智勋胡建新方传波刘道平肖云雷更多>>
- 相关机构：国防科技大学国防科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术电子电信更多>>
- 固冲发动机补燃室流场条件下硼燃烧试验研究被引量：3
- 2015年
- 建立了一套固冲发动机地面模拟试验系统,用于研究补燃室流场条件下硼的燃烧,该试验系统用乙醇与氧气反应加热硼颗粒,并与空气二次燃烧的方式,模拟含硼固冲发动机的工作过程,其一次燃烧产物主要为H2、CO和硼颗粒,补燃室总温、静温值为1300-1400K,总压、静压值为0.4-0.5MPa,马赫数值为0.35左右,与真实固冲发动机相关参数值相符合。基于此试验系统,采集了燃气发生器、补燃室进气口、掺混区、燃烧区和喷管等位置的凝相燃烧产物。扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,硼在反应过程中呈颗粒状,整体形貌变化不太明显,大部分的硼在补燃室中完成反应,燃烧区硼的反应量最大,靠近喷管区域次之,掺混区域最少。
- 刘道平夏智勋黄利亚胡建新
- 关键词：固冲发动机补燃室硼
- 强迫对流下硼颗粒燃烧特性影响因素研究被引量：2
- 2015年
- 针对冲压发动机燃烧室内强迫对流下的硼颗粒燃烧特性展开了系统研究,考虑气相流动、扩散和表面单步有限化学反应动力作用,建立了强迫对流下硼颗粒燃烧过程的物理和数学模型;采用有限体积法求解含多组分反应流的二维轴对称Navier-Stokes方程,并验证了数值仿真方法的正确性。首先通过数值仿真研究了来流速度、颗粒半径、环境中氧气质量分数和环境压力等因素对硼颗粒燃烧特性的影响,并对其成因展开了详细分析。研究表明,在强迫对流作用下,硼颗粒总的燃烧质量流率和质量流率通量均随来流速度、颗粒半径、环境中氧气质量分数和环境压力的增加而增大。通过深入分析发现,强迫对流下硼颗粒的燃烧质量流率通量随着来流雷诺数的增加而增大。然后基于大量数值仿真结果,对相对静止气氛下的硼颗粒质量流率通量进行了修正,用于描述强迫对流下的硼颗粒燃烧特性。
- 方传波夏智勋胡建新王德全
- 关键词：燃烧特性数值仿真影响因素
- 考虑Stefan影响的单颗粒硼着火过程研究被引量：6
- 2013年
- 针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内单颗粒硼的着火过程展开了系统研究.考虑硼颗粒周围气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热传质过程,建立了考虑Stefan流作用的一维硼颗粒着火模型,研究了硼颗粒实现着火和未能实现着火两种典型情形下硼颗粒及周围气相的参数变化规律,对两种情形下Stefan流的变化规律及其成因展开了详细分析.研究表明,在硼颗粒实现着火的过程中,液态B2O3的蒸发及硼的氧化均能在硼颗粒的反应自加热作用下急剧加速,硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布变化剧烈;在未能实现着火的过程中,液态B2O3的蒸发和氧气消耗的质量流率相对较小,并逐渐趋于稳定,硼颗粒表面附近的氧气和气相B2O3分布相对变化很小.在两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程.
- 方传波夏智勋肖云雷胡建新刘道平
- 关键词：固体火箭冲压发动机着火过程
- 固冲发动机补燃室内硼颗粒流碰撞过程分析被引量：1
- 2013年
- 为研究固体火箭冲压发动机补燃室内颗粒流撞击掺混过程,文中从微观角度对颗粒碰撞过程进行了受力分析,选取了影响碰撞过程的主要作用力(粘性力和碰撞力)的计算模型,对补燃室内颗粒流的运动状态进行了数值模拟,从力学角度对碰撞结果进行了分析。结果表明,d1=1μm和d2=10μm的硼颗粒在补燃室入口处的一次碰撞不会团聚,碰撞后反弹,然后再碰撞,在这个过程中消耗能量,相对速度减小,直至当促使分离的碰撞力小于促使结合的粘性力时,颗粒团聚。
- 肖云雷夏智勋胡建新方传波
- 关键词：固体火箭冲压发动机补燃室
- 固冲补燃室团聚硼颗粒燃烧试验被引量：2
- 2015年
- 研究团聚硼颗粒在补燃室中的点火燃烧对提高固冲发动机性能具有重要意义。通过试验模拟固冲发动机工作过程的方法,开展了补燃室流场条件下的团聚硼颗粒点火燃烧试验。结合高速火焰图像处理技术和流场参数测量结果,对试验中团聚硼颗粒的点火燃烧状态、火焰结构以及颗粒尺寸变化等进行了分析,获得了补燃室燃气温度和氧气含量等因素对团聚硼颗粒点火燃烧过程的影响机制。对燃烧残渣进行了分析,发现燃烧前后颗粒尺寸变化不大,燃烧过程中高温气流可能进入了颗粒内部并与硼颗粒发生反应。
- 刘道平夏智勋胡建新黄利亚方传波
- 关键词：燃烧
- 基于化学动力的强迫对流下硼粒子的燃烧特性
- 2017年
- 系统研究了固体火箭冲压发动机燃烧室内强迫对流下的硼粒子燃烧特性,考虑详细的化学动力学机理和气相凝结过程,建立了强迫对流下硼粒子燃烧特性物理数学模型;采用有限体积法求解含组分反应和输运过程的二维轴对称控制方程组,并验证了数值求解方法的正确性。研究了来流相对速度、硼粒子的半径、环境压力、氧气质量分数、环境温度等因素对强迫对流下硼粒子燃烧特性的影响,并详细分析了各因素的作用机制。研究结果表明,强迫对流下的硼粒子多组分燃烧火焰呈轴对称结构;当来流相对速度、粒子的半径、环境压力、环境中氧气质量分数增加时,硼粒子总的燃烧反应消耗速率加大;当硼粒子远离熄火边界时,环境温度对硼粒子总的反应速率影响较小。
- 方传波方传波夏智勋余勇袁天保
- 关键词：硼粒子燃烧特性
- 相对静止气氛下硼颗粒着火过程
- 2014年
- 针对相对静止气氛下单颗粒硼的着火过程展开了系统研究,考虑硼颗粒周围径向气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热和传质过程,建立了一维硼颗粒着火模型。分析了硼颗粒在实现着火和未能实现着火两种典型情形下的颗粒相、气相组分参数以及颗粒外表面上Stefan流的变化规律,并对其成因展开了分析。研究表明,在实现着火和未能实现着火两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程;考虑颗粒外表面处气相Stefan流作用后,硼颗粒的着火延迟时间减少,且压力越大,影响越大。
- 方传波夏智勋胡建新肖云雷
- 关键词：着火过程着火模型
- 硼颗粒聚团着火过程研究被引量：2
- 2012年
- 针对含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒聚团的着火过程开展了系统研究,考虑硼颗粒聚团内部气相扩散及颗粒聚团与周围环境的传热传质过程,建立了一维硼颗粒聚团着火模型,详细分析了环境总压、环境气体温度、氧气摩尔分数、聚团半径、聚团孔隙率以及硼颗粒粒径对硼颗粒聚团的着火温度和着火延迟时间的影响规律。结果表明:硼颗粒聚团能够在比单颗粒硼着火温度更低的环境温度下实现着火,且着火温度随聚团半径、氧气摩尔分数的增加而降低,随环境总压、聚团孔隙率以及硼颗粒粒径的增加而增大;硼颗粒聚团着火延迟时间随环境气体温度、氧气摩尔分数和颗粒聚团孔隙率的增加而减小,随硼颗粒粒径的增加而增大。在较高的环境总压下,硼颗粒聚团的着火延迟时间随环境总压增加而增大。
- 方传波夏智勋胡建新王德全游进
- 关键词：固体火箭冲压发动机着火模型着火温度着火延迟时间
