航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
2期
492-500
,共9页
方传波%夏智勋%胡建新%王德全
方傳波%夏智勛%鬍建新%王德全
방전파%하지훈%호건신%왕덕전
强迫对流%硼颗粒%燃烧特性%数值仿真%影响因素
彊迫對流%硼顆粒%燃燒特性%數值倣真%影響因素
강박대류%붕과립%연소특성%수치방진%영향인소
forced convective flow%boron particle%combustion characteristics%numerical simulation%influencing factors
针对冲压发动机燃烧室内强迫对流下的硼颗粒燃烧特性展开了系统研究,考虑气相流动、扩散和表面单步有限化学反应动力作用,建立了强迫对流下硼颗粒燃烧过程的物理和数学模型;采用有限体积法求解含多组分反应流的二维轴对称Navier-Stokes方程,并验证了数值仿真方法的正确性.首先通过数值仿真研究了来流速度、颗粒半径、环境中氧气质量分数和环境压力等因素对硼颗粒燃烧特性的影响,并对其成因展开了详细分析.研究表明,在强迫对流作用下,硼颗粒总的燃烧质量流率和质量流率通量均随来流速度、颗粒半径、环境中氧气质量分数和环境压力的增加而增大.通过深入分析发现,强迫对流下硼颗粒的燃烧质量流率通量随着来流雷诺数的增加而增大.然后基于大量数值仿真结果,对相对静止气氛下的硼颗粒质量流率通量进行了修正,用于描述强迫对流下的硼颗粒燃烧特性.
針對遲壓髮動機燃燒室內彊迫對流下的硼顆粒燃燒特性展開瞭繫統研究,攷慮氣相流動、擴散和錶麵單步有限化學反應動力作用,建立瞭彊迫對流下硼顆粒燃燒過程的物理和數學模型;採用有限體積法求解含多組分反應流的二維軸對稱Navier-Stokes方程,併驗證瞭數值倣真方法的正確性.首先通過數值倣真研究瞭來流速度、顆粒半徑、環境中氧氣質量分數和環境壓力等因素對硼顆粒燃燒特性的影響,併對其成因展開瞭詳細分析.研究錶明,在彊迫對流作用下,硼顆粒總的燃燒質量流率和質量流率通量均隨來流速度、顆粒半徑、環境中氧氣質量分數和環境壓力的增加而增大.通過深入分析髮現,彊迫對流下硼顆粒的燃燒質量流率通量隨著來流雷諾數的增加而增大.然後基于大量數值倣真結果,對相對靜止氣氛下的硼顆粒質量流率通量進行瞭脩正,用于描述彊迫對流下的硼顆粒燃燒特性.
침대충압발동궤연소실내강박대류하적붕과립연소특성전개료계통연구,고필기상류동、확산화표면단보유한화학반응동력작용,건립료강박대류하붕과립연소과정적물리화수학모형;채용유한체적법구해함다조분반응류적이유축대칭Navier-Stokes방정,병험증료수치방진방법적정학성.수선통과수치방진연구료래류속도、과립반경、배경중양기질량분수화배경압력등인소대붕과립연소특성적영향,병대기성인전개료상세분석.연구표명,재강박대류작용하,붕과립총적연소질량류솔화질량류솔통량균수래류속도、과립반경、배경중양기질량분수화배경압력적증가이증대.통과심입분석발현,강박대류하붕과립적연소질량류솔통량수착래류뢰낙수적증가이증대.연후기우대량수치방진결과,대상대정지기분하적붕과립질량류솔통량진행료수정,용우묘술강박대류하적붕과립연소특성.
