固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)研究.pdf

1、固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、容易長(zhǎng)期貯存、需要時(shí)可以快速投入使用等優(yōu)點(diǎn),在高超聲速飛行器上具有很高的應(yīng)用價(jià)值。而作為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的進(jìn)氣道對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能具有關(guān)鍵性的影響。近年來各種曲面壓縮內(nèi)收縮式進(jìn)氣道以其較高的性能逐漸受到各國(guó)的廣泛關(guān)注,并成為高超聲速進(jìn)氣道一個(gè)新的發(fā)展方向。本文對(duì)固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算分析研究,主要包括以下兩個(gè)部分:
　　 第一,基于高超聲速內(nèi)收縮進(jìn)氣道的一種新型

2、基準(zhǔn)流場(chǎng)設(shè)計(jì)方法,研究了壓力梯度可控的內(nèi)收縮進(jìn)氣道設(shè)計(jì)過程,分析了升壓規(guī)律系數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)基準(zhǔn)流場(chǎng)特性的影響;獲得了三種典型的沿程升壓規(guī)律基準(zhǔn)流場(chǎng)的流場(chǎng)特性,并對(duì)這三種升壓梯度基準(zhǔn)流場(chǎng)的三維壓縮進(jìn)氣道模型進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了流場(chǎng)特性,得出了三種進(jìn)氣道模型的性能優(yōu)劣,結(jié)果顯示等壓力梯度進(jìn)氣道是一種較為合適的折衷方案;另外通過數(shù)值分析探索了切唇口對(duì)內(nèi)收縮進(jìn)氣道流場(chǎng)性能的影響,得出結(jié)論是適當(dāng)?shù)膶?duì)三維進(jìn)氣道模型進(jìn)行切唇口的操作,可以改善進(jìn)氣道

3、的工作和啟動(dòng)性能。
　　 第二,針對(duì)文獻(xiàn)中的固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn),采用其試驗(yàn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)模型,利用固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)燃燒流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,使用PMMA固體燃料,考慮簡(jiǎn)化的多步反應(yīng),選用EDM燃燒模型和標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室進(jìn)行了數(shù)值模擬并分析其流場(chǎng)特征。數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的流場(chǎng)特性包括馬赫數(shù)分布、壓力分布和溫度分布等均與理論以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合,沿軸向壁面壓力分布與實(shí)驗(yàn)測(cè)量