谢爱元
- 作品数：15 被引量：51H指数：5
- 供职机构：南京理工大学机械工程学院更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术交通运输工程兵器科学与技术理学更多>>
- 底排装置底部压力和回流区特性研究被引量：5
- 2013年
- 采用标准k-ω湍流模型和有限速率化学反应燃烧模型对二维轴对称雷诺平均N-S方程进行了数值计算,分析了超声速自由来流下冷流和H2-O210组分28步基元燃烧反应的底部排气近尾迹区流场特性,得到了不同排气参数下底部压力和回流区特性,与实验值相吻合。计算结果表明,在较小排气参数下添能比加质更有利于底压提高;随着排气总温的增加,最佳排气参数逐渐减小,回流区逐渐减小;回流区前滞止点位置随着排气参数、排气总温等因素变化而变化,而后滞止点位置几乎不变,但燃烧对回流区前后滞止点均产生了影响。
- 罗盟武晓松封锋谢爱元曹琪
- 关键词：底部排气燃烧
- 聚乙烯在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的数值研究被引量：8
- 2013年
- 为准确模拟聚乙烯在固体燃料冲压发动机中的燃烧状态,估算了乙烯-空气两步反应中,相关组分的粘性、导热系数随温度的变化,并进行多项式拟合;同时使用UDF进行质量、动量、能量添加。数值计算的结果表明:燃面退移速率的计算误差不超过11.3%,其变化规律与已有实验相同;补燃室温度的误差不大于5.2%;补燃室温度随来流空气质量流率的增大而减小;高来流空气总温或低来流空气质量流率的工况下,燃料充分燃烧所需的补燃室更长;几何相似,其它条件相同时,小尺寸发动机内流场传向燃料表面的热流密度更大,燃面退移速率更高。
- 谢爱元武晓松马虎封锋
- 关键词：固体燃料冲压发动机燃烧特性聚乙烯尺寸效应
- 外侧面燃烧固体燃料冲压发动机燃烧室流场的数值研究被引量：2
- 2014年
- 为研究外侧面燃烧固体燃料冲压发动机燃烧室流场及燃面退移速率的特点,在Fluent平台上完成了内孔、外侧面燃烧SFRJ的燃烧室内燃烧流场的数值计算。在所涉及的工况中,计算结果表明:外侧面燃烧的SFRJ中,再附着点之前,燃面退移速率较大,来流空气质量流率150g/s,总温600 K时,最大燃面退移速率比内孔燃烧增大43.5%;再附着点之后,燃面退移速率快速减小;随着来流空气总温的减小,固体燃料末端的燃面退移速率开始沿轴向增大;随着来流空气质量流率的增大,燃面退移速率开始增大的位置不断前移,而其增大速率不断减小;因大部分区域内燃面退移速率较小,导致其平均燃面退移速率比内孔燃烧减小21.9%至40.5%;外侧面燃烧的推力比内孔燃烧的小,但比冲相差不大;补燃室及喷管表面处流场温度比内孔燃烧低500~1000 K。
- 谢爱元武晓松
- 关键词：固体燃料冲压发动机
- 固体燃料冲压发动机燃速预示模型及其特性被引量：1
- 2013年
- 为准确预示固体燃料冲压发动机的燃速,建立了固体燃料冲压发动机燃速预示模型,编写了预示程序。对以PE、PMAA为燃料的固体燃料冲压发动机进行了34次计算,计算结果表明:在所涉及的工况范围内,燃速随来流空气总温、质量流率以及药柱通道直径、入口直径的变化规律与已有实验结论相同;计算误差的最大值为14.4%,平均值为5.87%;该模型能够准确预示固体燃料冲压发动机中燃速;工作过程中,装药内腔体积随时间呈线性变化;给定的工况下,燃速正比于装药长度的-0.21次方。
- 谢爱元武晓松王向东
- 关键词：固体燃料冲压发动机燃速
- 基于格子Boltzmann方法的超声速非平衡流模拟
- 2013年
- 基于D1Q4可压缩格子Boltzmann模型,按照流通矢量分裂方法的思路,采用坐标旋转技术构造求解三维带化学反应Navier-Stokes方程对流通量求解器.结合有限体积法求解三维化学非平衡流Navier-Stokes方程,采用时间算子分裂算法解决化学反应刚性问题,数值模拟超声速化学非平衡流的三个经典算例.数值结果表明:在高马赫数下,采用D1Q4可压缩格子Boltzmann模型构造的三维对流通量求解器数值模拟中没有出现非物理解,同时在超声速化学非平衡流场中正确分辨激波、燃烧波等物理现象,精度和分辨率均较高,验证了本文构造的三维对流通量求解器的可靠性,拓宽了D1Q4可压缩格子Boltzmann模型的应用范围,为计算超声速化学非平衡流提供一种新方法.
- 卓长飞武晓松封锋谢爱元
- 关键词：格子BOLTZMANN方法NAVIER-STOKES方程化学非平衡流
- 固体燃料冲压发动机燃烧室内流场数值模拟被引量：3
- 2018年
- 为研究突扩台阶高度、尺寸缩放及燃料长度对固体燃料冲压发动机燃面退移速率及火焰稳定性能的影响,以聚乙烯为燃料,对固体燃料冲压发动机燃烧室内流场进行了数值模拟研究。结果表明:随着突扩台阶高度的不断增大,燃料通道内的湍流动能逐渐增大,燃料的燃面退移速率、补燃室温度及压力逐渐增大;在保证空气质量通量及总温相同、几何相似的条件下,随着尺寸的不断减小,燃料壁面附近的温度梯度及有效导热系数不断增大,使燃料的燃面退移速率逐渐增大,富氧程度降低,补燃室压力增大,回流区内燃料汽化的吸热速率占该区域内化学反应的总放热速率的比例不断升高,发动机火焰稳定性能降低;在保证其他参数相同时,在增大燃料长度,同时不改变燃料通道内相同轴向位置处的流场温度、燃料燃面退移速率及组分分布的情况下,燃料长度越长,固体燃料的平均燃面退移速率越小,补燃室温度及压力越高。
- 谢爱元谢爱元马虎
- 关键词：固体燃料冲压发动机数值模拟
- PMMA在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的实验研究被引量：5
- 2013年
- 为研究聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)在固体燃料冲压发动机(SFRJ)中的燃烧特性,开展了不同装药通道直径、补燃室压强、来流空气质量流率等工况下的SFRJ直连式实验研究。成功获得了不同工况下压强、温度的变化规律、燃面平均退移速率、局部燃面退移速率。实验结果表明:装药通道直径增大,燃面平均退移速率降低,但补燃室压强和温度随之增大;在低压(<0.8 MPa)条件下,补燃室压强越低,燃面平均退移速率、补燃室温度均随之降低,但影响是有限的。同时,当装药通道直径较小(Dp=30 mm)时,首次发现了SFRJ的侵蚀效应现象。
- 谢爱元武晓松夏强
- 关键词：固体燃料冲压发动机燃速
- 旋转爆震发动机数值研究被引量：21
- 2012年
- 采用9组分19步的基元反应模型,忽略黏性、热传导和扩散等输运效应,对以2H2+O2+4N2为反应混合物的旋转爆震发动机进行了二维模拟。采用分段填充方法起爆旋转爆震波,研究结果表明,分段填充方法可以有效的形成沿同一方向传播的爆震波;详细分析了内部流场结构,旋转爆震波会使流场呈现周期性变化,斜激波和接触间断面是造成流场在出口平面波动的主要原因。旋转爆震发动机具有较高的比冲,基于燃料的平均比冲为49131.5 N.s/kg。
- 马虎武晓松王栋谢爱元
- 关键词：爆震性能分析流场
- 固体燃料冲压发动机性能预示被引量：5
- 2014年
- 为研究弹用固体燃料冲压发动机的工作性能,建立了其性能预示模型.在此基础上对高炮用固体燃料冲压发动机的工作性能进行了预示、分析.结果表明:当飞行高度由0增大至10km时,发动机的燃速、推力均下降约50％;当飞行马赫数由2.5增大至3.0时,燃速增大25％～35％,推力增大20％;随着燃料的不断消耗,发动机推力变化量小于10％;在设计状态下推力有一定的余量,能够保证发动机正常工作.
- 谢爱元武晓松于栋梁
- 关键词：固体燃料冲压发动机燃速推力
- 弹用固体燃料冲压发动机性能预示
- 2013年
- 为快速准确揭示固体燃料冲压发动机性能,提出一种在燃烧室考虑热力计算的性能计算模型。通过查找进气道中正激波位置,进行了进气道、燃烧室、喷管耦合计算。并以VB为平台,开发出通用的发动机性能计算软件。以一种固体燃料冲压增程弹为例,计算结果与实验数据进行了对比,表明该方法可快速的预示发动机整体性能,缩短设计周期,能够满足方案设计阶段的精度要求。
- 于栋梁武晓松谢爱元陈洁
- 关键词：推力比冲
