特型燃气喷口对补燃室掺混燃烧的影响

采用N-S方程、k-ε双方程和非预混燃烧简化PDF模型,对3种特型燃气喷口结构的固冲发动机补燃室掺混燃烧流场进行了数值研究。分析3种特型燃气喷口对补燃室中掺混燃烧的影响,并与常规型燃气喷口的仿真结果进行了对比分析。结果表明:特型燃气喷口可以有效增强补燃室中燃气与空气的掺混效果,提高燃气的完全燃烧程度,提升固冲发动机补燃室的特征速度;2#和3#特型喷口的补燃室掺混燃烧效果要比1#特型喷口更好,但是会带来更大的总压损失。     

一种用于脉冲发动机的级间隔离装置设计

设计一种用于脉冲固体火箭发动机的级间隔离装置。介绍了级间隔离装置的设计要求与设计方案,然后进行了详细设计和仿真分析,对加工出的产品进行的承压试验、打开试验以及点火试验结果表明,本文设计的级间隔离装置能够满足脉冲发动机的使用要求。     

基于正交试验设计的二次进气燃烧仿真

通过正交试验设计与CFD仿真相结合的方法,采用PDF燃烧模型针对二次进气结构不同参数对补燃室燃烧效率的影响进行了仿真研究。结果表明:1)一次进气角对补燃室燃烧效率影响最大,其余3个因子的影响程度相当;2)在考查参数范围内,采用75°一次进气角、60°二次进气角、250mm一、二次进气间距和1∶1的一、二次进气面积比时补燃室综合性能最好;3)二次进气结构在增强补燃室掺混燃烧的同时会带来一定的总压损失。     

弹用混压式轴对称进气道开槽数值仿真

为了提高定几何超声速混压式轴对称进气道的性能,应用在进气道不间位置开槽的方法,研究了在各级锥体上、进气道肩部、喉道下游分离区等不同位置开槽对进气道性能的影响;研究了多工况下锥面上开槽时进气道总压恢复系数、流量系数、冲压比和起动性能等产生的影响.研究表明锥面开槽将改变超声速进气道头锥上的压缩性能,从而提高了进气道高马赫数下的总压恢复系数与冲压比,同时能有效降低进气道的重量;在进气道肩部开槽能消除进气道肩部的分离;在进气道喉道下游分离区开槽能改善该位置处的分离.     

高温燃气射流对固冲发动机二次燃烧效率影响研究

为进一步提高固冲发动机的二次燃烧效率,文中提出了在固冲发动机补燃室头部引入高温燃气射流增强掺混燃烧的技术思路,并开展了仿真和验证试验工作。仿真分析表明：当在补燃室头部引入高温燃气射流时,能够提高补燃室头部流场的温度,使得燃料更易于燃烧,从而提高了固冲发动机的二次燃烧效率;试验结果也验证了在固冲发动机头部引入高温燃气射流,能够使固冲发动机的二次燃烧效率由81.3％提高到88.7％。     

发动机燃气舵气动特性研究

采用仿真方法对某种矩形燃气舵推力矢量装置的气动特性进行研究,得到不同舵片配置、不同舵偏角下多种工况流场仿真结果。分析表明,该燃气舵在0°～20°舵偏角范围内,产生的垂直控制力、水平控制力均随舵偏角的增大而增大,垂直控制力与舵偏角具有较高的单调线性度,水平控制力随着舵偏角的增大,变化梯度呈逐渐增大的趋势。     

补燃室长度对固冲发动机性能的影响分析

采用CFD数值仿真研究固体火箭冲压发动机补燃室长度对其燃烧和流动的影响。仿真结果表明,补燃室中的损失主要是掺混损失和流动损失,当补燃室长径比较小(l/d<11.0)的时候掺混燃烧损失较大,补燃室出口温度均匀度较低,整个发动机性能不高。随着补燃室长度增大掺混燃烧逐渐均匀整个发动机性能达到最大,随着补燃室长度进一步增加,流动损失增大,发动机性能有所下降。同时增加补燃室长度可以得到均匀的补燃室出口流场,进而使发动机喷管的损失有所降低。     

补燃室中非均匀流场对冲压发动机推力的影响分析?

在双下侧冲压发动机地面连管试验中发现实测推力与一维流计算数据相差较大,为探究差异根源,以数值仿真为基础,对比分析了补燃室中均匀流场和非均匀流场对冲压喷管推力特性的影响。分析结果表明,流场的非均匀性导致计算截面上的实际滞止参数与理论计算数据有差异,因此,在这种条件下,不能直接利用一维流理论进行计算;同时,文中在仿真及试验基础上给出了非均匀性对推力影响的工程估算方法。     

带燃气舵的固体火箭发动机尾流仿真

燃气舵的扰动使得固体火箭发动机高度欠膨胀的尾流场显得更加复杂。文中采用数值仿真计算的方法对比研究了不同高度下相同自由来流马赫数时的带燃气舵发动机尾流场的特性。得到存在燃气舵扰动时固体火箭发动机高度欠膨胀尾流场的轴向截面呈十字状;并且随着高度的增加尾流场膨胀程度增加,温度边界向外扩展;同时得到尾流场的长度约为200倍的发动机喷管出口直径。     

硬质隔板双脉冲发动机内流场仿真研究

基于脉冲隔板总开孔面积一定的情况下,研究了不同级间开孔形式对一脉冲壳体绝热层烧蚀和流动损失的影响,对带硬质隔板的双脉冲发动机进行了内流场数值计算。结果表明:隔板背壁区涡流会加重绝热层烧蚀,燃气再附着点附近烧蚀情况最严重;改变开孔形状和布局对隔板流动损失影响不大,但优化开孔倒角设计可改善隔板孔流通能力;减小隔板外缘孔径并加开隔板中心孔能有效减轻绝热层烧蚀。