超燃燃烧室支板喷注器燃料掺混优化数值分析

为分析喷孔对带交错支板/凹腔组合结构燃烧室性能的影响,运用数值模拟的方法研究了单个喷孔和多个喷孔与支板的相对位置对燃料掺混效率的影响,并探讨了流场在不同喷射角度下的变化情况.研究发现:喷孔正对下斜支板更有利于燃料向燃烧室中心区域扩散,提高混合效率,此结论同样适用于多喷孔喷射;喷射角越接近90°,越有利于提高燃料的穿透深度,同时远场穿透能力随之增强.但喷射角度越大,总压损失越大.     

非仿射纯反馈系统自适应神经网络快速预设性能控制

鉴于在纯反馈系统控制器设计过程中广泛采用的反推法需要逐级设计虚拟控制律, 设计过程复杂, 本文通过变量替换将一类未知非仿射纯反馈系统变换为等效的积分链式系统. 利用有限时间收敛的微分器对转换系统的状态进行估计, 并构造时变的误差面. 通过对误差面的瞬态与稳态值进行性能约束并设计自适应预设性能控制器, 实现了对跟踪误差的预设性能控制. 最后, 基于Lyapunov理论进行了稳定性分析, 证明了闭环系统所有信号半全局最终一致有界. 仿真算例表明了控制方法的有效性.     

乙烯超燃燃烧室支板/多凹腔一体化组合数值分析

为探索多凹腔与交错尾部支板组合时对燃烧室性能的影响,运用有限体积法对乙烯喷注当量比0.6的燃烧室进行了数值模拟.通过对比不同长深比的凹腔串、并联对混合效率、燃烧效率、总压损失的影响,发现并联凹腔能通过更早的实现燃料与主流充分掺混从而提供更大的燃烧区;长深比为3.5的凹腔串、并联对提高燃烧效率效果不明显,长深比为8的凹腔串、并联能显著提高混合效率和燃烧效率,其中长深比为8的凹腔并联燃烧室性能较好.     

支板-凹腔组合结构对煤油混合的数值分析

为研究超声速燃烧室的混合特性,采用离散相模型对带有支板-凹腔组合结构的煤油超燃冲压发动机燃烧室进行了数值模拟,分析了凹腔长深比和凹腔后缘倾角变化对煤油混合特性的影响.计算结果表明,大长深比的凹腔构型增大了燃料的穿透深度,拓宽了煤油与空气的接触面积,从而使混合效率增加.后缘倾角为30°的凹腔较后缘倾角为45°的凹腔更容易卷吸主流中的燃料,增加燃料与凹腔内气体的质量交换.     

乙烯超燃燃烧室菱形孔射流的数值优化

为分析相同面积条件下菱形孔的不同长宽比、不同偏转角度对超燃燃烧室中的流动特性影响,对低动压喷射的超声速流场进行了数值模拟.研究结果表明:在计算的6种长宽比构型中,长宽比为5构型燃料穿透能力和掺混特性最强,但此时对称面上总压损失变大;在计算的3种偏转角构型中,偏转角度为30°构型的燃料掺混特性和燃料的穿透能力最强,但此构型在远流场处抬升能力变弱,羽流质量中心高度出现下降.     

超燃燃烧室小支板三维尺寸数值优化

为进一步提高小支板后低动压喷射的掺混增强性能,利用数值模拟方法对不带前引导面的小支板几何尺寸进行数值优化,对比分析不同长宽高几何尺寸对混合效率、穿透深度与总压损失的影响,研究发现小支板宽度越大,射流近场穿透效果越好;小支板越高后方射流穿透深度越大,但同时也带来更大的总压损失;小支板长度对燃料空气掺混特性影响不大,小支板过短会增大燃烧室总压损失,过长会带来额外的冷却负担.