激光点火过程的ニ维模型及计算

以热机理为基础，建立了激光点火过程的二维非稳态热传导模型，模型中考虑了激光光能分布、反应物浓度、对流换热和热辐射等因素对点火过程的影响。采用交替方向隐式算法求解偏微分方程。并以Mg/NaN03药剂为研究对象，通过计算分析了激光脉宽、光束半径、材料热传导系数、浓度吸收等因素对点火的影响。结果表明：入射功率、脉宽、光束半径是影响含能材料点火特性的主要因素；点火时间较短时，热传导系数的变化对点火影响较小，吸收系数的变化对点火影响较大。     

二维CE/SE方法在内弹道湍流两相流动中的应用

本文根据CE/SE方法思想，构造湍流二维两相流动的CElSE数值计算的格式。采用此格式对膛内二维湍流两相流动进行数值计算。计算结果表明：对中心点火方式，在点传火过程初期，膛内压力在径向与轴向上存在较大的压力梯度，当火药全部着火后，药室内径向压力逐渐趋于一致；在靠近点火管附近，传火孔喷射的高速燃气和固体火药颗粒相互影响，气相形成不同程度的旋涡，能提高火药颗粒点火的均匀程度；采用湍流两相流模型的数值计算结果反映实际规律，能更加细致真实地反映壁面附近物理量的变化。     

基于预爆轰点火方式的连续旋转爆轰发动机起爆过程分析

为深入了解预爆轰式连续旋转爆轰发动机点火起爆机理,基于连续旋转爆轰发动机试验平台进行了一系列预爆轰管点火试验和连续旋转爆轰发动机点火起爆试验研究,基于OpenFOAM开展了预爆轰管内初始爆轰波进入发动机环形燃烧室传播过程的数值模拟研究。结果表明:试验研究中,初始爆轰波进入环形燃烧室后波峰压力值迅速降低,爆轰波膨胀解耦并衰减为燃烧波; 初始爆轰波进入环形燃烧室后,并未直接形成旋转爆轰波,而是存在“初始爆轰波解耦—DDT—触发旋转爆轰波”过程; 在总质量流量为380 g/s左右时,随着当量比从0.65提高至0.95,DDT时间迅速从20 ms以上下降至2 ms以下; 当总质量流量下降至280 g/s附近时,出现了旋转爆轰波峰值压力大幅波动等旋转爆轰波不稳定传播现象。数值模拟中,初始爆轰波进入环形燃烧室后逐渐衰减,形成首道激波,该激波在燃烧室内壁面反射后形成反射激波,并伴随首道激波传播; 首道激波在传播过程中在燃烧室进口端面发生反射形成反射激波,该反射激波最终在周向约90°位置处衰减至消失。     

脉冲爆轰发动机爆轰噪声场区域划分及其数值模拟

为了探究脉冲爆轰发动机（PDE）爆轰噪声的传播机理,根据爆轰噪声不同的非线性强度,将PDE爆轰噪声传播区域划分成强非线性区、弱非线性区和线性区3个部分,并分别采用不同的方法对各部分所对应的3种不同控制方程进行求解。数值模拟结果表明：爆轰噪声峰值声压级在出口处迅速衰减,随着轴向距离的增加,衰减速度逐渐放缓;在强非线性区,衰减速度最大值可达33 dB/m;在弱非线性区,最小衰减速度为1.02 dB/m. 模拟结果对PDE爆轰噪声的传播特性研究具有参考价值。     

脉冲爆轰发动机中等离子体点火的数值计算

该文采用CE/SE方法对脉冲爆轰发动机(简称PDE)中等离子体射流点火和带化学反应的汽油/空气两相爆轰过程进行数值模拟。研究了不同的等离子体射流能量和射流时间对爆轰过程的影响。结果表明增加等离子体射流能量可以缩短燃烧转爆轰的时间和距离;在已经充分点燃射流处汽油/空气混合物的条件下继续增加射流时间对燃烧转爆轰过程几乎没有影响。计算结果与试验结果符合良好。研究工作可为PDE 点火结构的优化设计提供理论指导。     

火药随机燃烧规律对弹道性能的影响

在考虑火药自身随机因素的基础上,对火药的实际燃烧过程作了一些探索性研究,提出了单颗粒火药的随机燃烧模型,并给出了火药在引燃时,局部燃烧的形状函数.在此理论的基础上,建立了经典内弹道的随机模型,并对模型的求解,以及相关问题作了一些理论分析和探讨,为内弹道学中随机问题的研究进行了初步的理论探索.     

PDE点火室内凝胶汽油雾化特性的试验研究

为了研究凝胶汽油在脉冲爆轰发动机内的雾化特性,采用马尔文粒度仪测试了脉冲爆轰发动机点火室内雾化液滴的索太尔平均直径。为了降低爆轰管内雾化液滴粒径,设计了挡风凹腔结构。试验表明:在未加装挡风凹腔时,脉冲爆轰发动机气源供气压力越大,雾化液滴索太尔平均直径越大; 挡风凹腔可有效改善空气供气压力对撞击式雾化的不利影响,在加装挡风凹腔后,脉冲爆轰发动机气源供气压力越大,雾化后的液滴索太尔平均直径越小; 挡风凹腔结构尺寸越小,凝胶汽油雾化液滴索太尔平均直径越小。     

二维守恒元和求解元方法在两相爆轰流场计算中的应用

应用二维守恒元和求解元方法数值模拟脉冲爆轰发动机内汽油/空气两相燃烧转爆轰的过程.分析了爆轰波从开始产生到形成稳定的全过程.研究了点火能量对燃烧转爆轰过程的影响:点火能量越小,DDT时间越长;若点火能量过小就不能形成DDT.同时研究了液滴半径对爆轰参数的影响:液滴半径增大,爆轰波压力和速度随之减小,DDT时间增加;液滴半径过大,则爆轰波不能形成.爆轰波压力计算值与实验值两者趋势符合得较好.     

火药破碎敏感度的数值计算

国内外普遍使用压力一时间曲线上的第一负压力波幅值来描述压力波的强度,用来检验装药安全性。本文将火药破碎程度与压力波敏感度联系起来，在双一维两相流内弹道模型的基础上进行数值模拟，计算得出了破碎度与第一负压力波幅值，第一负压力波幅值与最大膛底压力关系的曲线。指出用破碎度可以为装药安全性研究提供一种有价值的方法。