在超声速高超声速流中横向喷流的分析计算

根据动量守衡导出的一种快速工程计算方法，计算了超声速高超声速流中横向喷流轨迹．并对实验研究中菱形后楔面喷流进行了分析计算．给出了各种流动和几何参数的影响．     

Experimental investigation on upstream-injection interaction with a scramjet cavity flameholder

The study has evaluated the coherent structures and the velocity field of gaseous transverse jet upstream of a scramjet flameholder in a supersonic turbulent flow. The high spatiotemporal resolution coherent structures of the jet plume/wakes and the cavity shear layer were obtained by utilizing the nanoparticle-based planar laser scattering technique. Compared to the no upstream injection case, the cavity shear layer downstream of the jet shows significant mass exchange with mainstream. The particle image veloc- imetry velocity field and the velocity profiles demonstrated that the interaction intensity of the cavity shear layer with the upstream injection is further enhanced as the injection stagnation pressure increases.     

双波长NO-PLIF法测量激波马赫反射温度场的实验研究

利用双波长NO-PLIF法,研究激波管内运动激波在15°斜劈上的马赫反射的温度场分布.实验中以NO作为温度测量的示踪剂,分别选取波长为225.072nm和225.282nm的染料激光作为激发光,获得了较好的荧光图像.对激波在斜劈上的马赫反射流场的波前、波后和反射区的温度分布进行了实验测量,结果表明:NO的荧光强度对温度的敏感程度与激发波长有关,当波长为225.072nm时,荧光强度随温度变化不明显,当波长为225.282nm时,荧光强度随温度变化而剧烈变化.实验测得的温度分布相对数值模拟的误差在15%以内,这表明该方法具有较高的精度,具有一定的工程应用价值.     

反压对超燃冲压发动机隔离段内流场的影响

结合燃烧室工作稳定性的问题,采用FLUENT6.2软件对轴对称等截面隔离段的内流场进行了数值模拟,分析了当来流马赫数Ma=2时通过改变反压条件来研究其对不同长高比等截面隔离段激波串起始位置、结构以及性能的影响.结果表明:反压对隔离段内的激波串具有"前传"模式,促使激波串结构复杂和隔离段出口畸变度降低;隔离段长高比对反压与激波串的起始位置之间的关系有非常大的影响,当长高比不是非常大(5＜L/D＜9.667)时,激波串起始位置与反压呈线性关系,且变化快慢与长高比成正比,当长高比超过此范围后,线性关系不再成立.     

边界层燃烧在超燃冲压发动机内的摩擦减阻特性

以模型超燃冲压发动机为研究对象,该文设计了一种边界层燃烧装置,基于考虑边界层转捩的四方程Transition SST湍流模型,化学反应动力学模型采用9组分27步反应的氢气/氧气反应模型,对边界层燃烧在超燃冲压发动机内的摩擦减阻特性进行数值模拟研究.结果 表明:引入边界层燃烧可以使超燃冲压发动机燃烧室壁面摩擦阻力得到大幅...     

适用于超声速湍流扩散燃烧流动的火焰面模型

为了建立适用于超声速流动的湍流扩散燃烧模型,本文首先分析了火焰面模型应用于超声速流动的物理基础,然后数值模拟了轴对称超声速射流形成的氢气/空气扩散燃烧流场,利用实验数据校正了火焰面模型中重要物理量标量耗散率的模型系数.计算结果与实验数据的对比表明,本文修正后的火焰面模型对超声速湍流扩散燃烧流动的模拟能力是令人满意的.基于火焰面模型理论以及数值模拟结果,本文首次研究了湍流脉动对平均状态方程以及化学反应源项的影响机理,得到以下结论：组分浓度和温度脉动相关项对平均状态方程影响很小;温度脉动会降低水的生成速率,但其影响较小;组分浓度脉动在接近于氧化剂一侧区域增加水的生成速率,而在另外的大部分区域会降低水的生成速率;组分浓度与温度的脉动相关作用会很大程度上降低水的生成速率.     

超燃冲压发动机隔离段流动特性研究

本文通过数值模拟分别研究了出口反压、进口马赫数、进口附面层厚度、长高比、扩张角等对隔离段流动特性的影响。结果表明出口反压、进口附面层厚度、扩张角的增加,以及长高比的减小,可使激波串沿隔离段向上游移动;出口反压、进口马赫数以及扩张角的增加,可使隔离段总压损失增加。     

侧压式进气道自起动数值模拟

本文采用加速的方法,数值模拟了侧压式进气道自起动现象。研究结果表明低马赫数不起动的侧压式进气道通过加速可以实现自起动,此时的侧压式进气道流场总体性能与直接起动的进气道流场总体性能存在差异,使得直接起动的进气道有较高的总压恢复。     

氢气超声速燃烧过程的多步简化反应机理数值模拟

为了减少燃烧试验次数和改进超燃冲压发动机结构设计,采用大型模拟软件Fluent,对氢气和空气在超燃冲压发动机内的超声速流动与燃烧过程进行数值模拟。首先对空气和燃料在发动机中的冷混流动进行模拟,然后分别采用一步总包或多步简化化学反应机理,模拟超声速燃烧过程。结果显示,采用一步总包反应机理时,燃料点火容易,得到的燃烧效率也比较高,但是得到的温度偏高;采用多步简化反应机理,不容易点火,模拟过程中火焰易灭,模拟所需要的时间也比较长,但得到的流场与实验过程更接近。     

基于正交试验的超燃燃烧室小肋片数值优化

为研究超燃燃烧室中小肋片长、宽、高对流场特性的影响及参数择优问题,采取正交试验设计方法对其进行了数值模拟。对比分析25种不同小肋片参数组合情况下其燃料与空气的混合效率、总压损失、穿透深度之间的差异。研究表明,小肋片高度对燃料和空气的混合效率影响程度最显著,其次是宽度和长度;长宽高对超燃燃烧室中总压损失、穿透深度影响程度不显著。经过优化后的小肋片燃料和空气的混合效率(0.712 439)高于正交试验里的所有结果,其总压损失(0.130 3)通过损失2%的总压换取了燃料与空气的混合效率37%的增强,其穿透深度(10.023)通过损失1%的穿透深度换取了燃料与空气的混合效率9%的增强,为小肋片的设计和改进提供了方法借鉴和参考依据。