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电推进发动机羽流流场DSMC//PIC混合算法研究: 电推进发动机由于具有大比冲等众多突出优点在各类航天器的姿态控制、轨道转移等任务中获得越来越广泛应用。然而发动机工作时产生的羽流效应可能对航天器正常工作造成严重影响,因此必须对羽流场对航天器飞行环境污染状况加以预报。本文以...; 范周琴; 关键词：DSMC方法 PIC方法泊松方程; 文献传递

基于火焰面模型的超声速燃烧混合LES/RANS模拟被引量：9: 2011年; 为了明晰超燃冲压发动机燃烧室内部燃烧过程的细节,建立了超声速湍流燃烧稳态火焰面亚格子模型,并采用混合LES/RANS方法对氢燃料超燃冲压发动机进行算例验证。控制方程对流项用五阶精度WENO格式离散,时间方向采用二阶Runge-Kutta方法。研究表明:(1)冷流流场中燃料分布与大尺度结构分布相似,说明混合过程受大涡控制;(2)燃烧流场中涡的尺寸明显变大,且仅存在于火焰面上,另外温度分布和主要生成物分布与涡量云图基本相同,说明燃烧过程也由大涡控制;(3)时均计算结果与实验阴影基本符合,速度剖面和温度剖面与实验测量值定性一致,说明本文的数值模拟方法和燃烧模型可以较好地描述和预测超声速流动燃烧过程。; 范周琴孙明波刘卫东; 关键词：燃烧室大涡模拟湍流燃烧

湍流燃烧的概率密度函数输运方程模型研究被引量：4: 2010年; 概率密度函数输运方程模型由于可以精确处理化学反应源项成为当前研究的热点。首先回顾了该模型的基本思想、发展历史、封闭模型及求解方法,然后与其它湍流燃烧模型进行比较,并指出了该模型存在的不足,最后给出了该模型在湍流燃烧中的应用实例。; 范周琴孙明波刘卫东; 关键词：概率密度函数湍流燃烧大涡模拟

部分预混超声速燃烧火焰面模式研究综述被引量：12: 2010年; 采用部分预混火焰面模式建模与仿真已经成为超声速燃烧数值研究的主要趋势之一.系统回顾了超声速燃烧火焰面模式的发展历程,针对其应用的两个基本问题进行总结:一是火焰面模式在超声速燃烧中的物理存在问题,二是超声速燃烧火焰面模式的建模问题.重点分析了火焰面模式应用于超声速燃烧的难点,提出了超声速燃烧火焰面模式建模应兼顾的问题.; 孙明波范周琴梁剑寒刘卫东王振国; 关键词：超声速燃烧

三维超声速化学反应混合层大涡模拟: 利用扩散燃烧火焰面模型和大涡模拟方法对三维空间发展环状超声速混合层进行计算,得到了冷流和燃烧情况下流场基本结构,并讨论了化学反应对混合层和大尺度结构的影响。结果表明:(1)燃料质量分数分布和生成物质量分数分布与涡结构相似...; 范周琴刘卫东张顺平孙明波; 关键词：大涡模拟超声速混合层; 文献传递

超声速混合层混合LES/RANS模拟: 2011年; 为明确超声速混合层发展规律,利用混合LES/RANS方法计算了隔板厚度、压力不匹配程度及燃料组分对超声速混合层发展的影响,并定量分析了相应的混合效率和压力损失。结果表明:一定范围内,隔板厚度越大,混合越好,总压损失越大;压力不匹配程度与混合效率和压力损失并非线性关系,总体而言,不匹配程度越高,混合效率相对较高,总压损失较小;氢气组分越靠近当量质量分数,混合效率越高,压力损失较大。; 晏至辉刘卫东范周琴; 关键词：超声速混合层总压损失

支板喷射超声速燃烧流场三维大涡模拟被引量：7: 2011年; 利用火焰面模型和混合LES/RANS方法对某支板构型超燃冲压发动机进行模拟,讨论了化学反应对湍流流场的影响,并比较了3D和2D模拟的差别。结果表明,不考虑化学反应时剪切层中的大尺度结构控制着整个混合过程,且剪切层具有明显的三维特性;2D模拟能捕捉到涡的配对与合并现象,而3D模拟中涡的拉伸、扭曲及破碎特性更加显著;考虑化学反应时,由于燃烧释热的影响,支板尾部回流区变大,射流穿透度减小,大涡结构产生和饱和的位置有所推迟;数值阴影与实验阴影符合,时均速度剖面、温度剖面与实验值一致,3D模拟在预报准确性方面明显优于2D模拟。; 范周琴孙明波刘卫东; 关键词：大涡模拟

支板喷射超声速燃烧火焰结构实验被引量：6: 2012年; 为明晰支板喷射超声速燃烧火焰精细结构,并探索其影响因素,利用自发辐射成像技术和平面激光诱导荧光技术(PLIF)对支板喷射超声速燃烧流场进行研究。结果表明,燃烧室内形成了典型的扩散火焰,且火焰稳定在支板尾部的回流区,宽度与支板厚度处于同等量级;支板厚度和燃料喷注当量比对火焰结构有显著影响,增加支板厚度会使火焰基底变宽,火焰长度变短,有利于燃烧室内部的快速放热和缩短燃烧室长度,增加燃料喷注当量比会使火焰长度增加,燃烧强度增大。; 范周琴刘卫东林志勇孙明波; 关键词：支板

支板喷射超声速湍流燃烧的大涡模拟被引量：6: 2012年; 为了发展可行的超声速湍流燃烧大涡模拟方法,将设定型PDF(Probability Density Function)模型与LES(Large Eddy Simulation)相结合以封闭亚格子湍流-燃烧相互作用,并将模型用于支板喷射超声速湍流燃烧流场的数值模拟。分别对冷流及燃烧流场进行了模拟,计算结果与实验测量符合较好,表明了所采用方法及模型的可行性。冷流条件下,大尺度湍流涡通过卷吸、拉伸运动主导支板尾迹区的近场混合,并通过破碎过程影响远场混合。燃烧条件下,回流区尺度扩大,剪切层中形成的高温燃烧产物通过大涡卷吸以及回流区末端对流作用进入回流区并与其中的燃料喷流相互作用,使部分燃料预热升温并进入回流区两侧剪切层与主流空气混合、燃烧,从而实现火焰稳定。在薄反应剪切层及大尺度反应涡的边界区域,LES网格不足以直接求解湍流与燃烧的相互作用,PDF模型给出了较强的亚格子脉动。; 汪洪波孙明波范周琴王振国梁剑寒; 关键词：支板大涡模拟概率密度函数

超声速湍流燃烧火焰面模型判别建模及应用研究: 论文以超燃冲压发动机燃烧室内部的超声速燃烧现象为研究背景,以超声速燃烧火焰面模型为主要研究对象,综合运用理论分析、数值计算、实验研究等多种手段对超声速燃烧火焰面模型进行了系统、深入的研究。根据火焰面模型的基本思想,系统...; 范周琴; 关键词：超声速燃烧大涡模拟凹腔支板; 文献传递

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范周琴