超燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室性能影響因素的對比分析.pdf

1、世界各國爭先發(fā)展高超聲速技術(shù)，燃燒室是高超聲速發(fā)動機(jī)的核心部件。本文通過數(shù)值模擬對燃燒室性能進(jìn)行評估，并研究不同因素對燃燒室主要參數(shù)及燃燒模態(tài)的影響?；诜嵌ǔ?zhǔn)一維歐拉方程，考慮面積變化、燃料添加、變比熱、壁面摩擦及熱損失、平衡化學(xué)反應(yīng)等因素，采用Fortran語言編寫一維程序用于計算激波位置不確定情況下非定常燃燒室穩(wěn)態(tài)工作過程。通量可采用Roe和AUSM格式分別處理，燃料添加采用指數(shù)加質(zhì)方式，源項采用時間分裂和二階Runge-Kut

2、ta方法處理。燃燒采用13組分和7反應(yīng)模型，應(yīng)用平衡常數(shù)法求解燃?xì)饨M分并計算燃燒放熱量。由時間步進(jìn)法模擬氫燃料超燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室馬赫數(shù)、壓力比、靜溫等參數(shù)分布規(guī)律并與文獻(xiàn)實驗數(shù)據(jù)對比，同時分析油氣比、摩擦系數(shù)與污染組分對燃燒室性能的影響。計算結(jié)果顯示：油氣比嚴(yán)重影響燃燒室的工作模態(tài)，但摩擦系數(shù)在通常范圍不會對燃燒室工作模態(tài)產(chǎn)生質(zhì)的影響；在油氣比0.35情況下，來流組分中有水比無水情況靜壓、溫度高；一維程序可以對超燃沖壓發(fā)動機(jī)燃燒室性能

3、進(jìn)行快速評估。
　　本文運用Fluent開展了多維穩(wěn)態(tài)燃燒場計算，燃燒模型采用有限速率/渦耗散模型，湍流模型采用RNG K-ε模型，求解方程采用密度基AUSM+隱式算法。分析了油氣比和污染組分對燃燒室性能的影響，三維計算結(jié)果與文獻(xiàn)實驗值吻合較好。將三維計算得到的壓力比、溫度、馬赫數(shù)進(jìn)行截面質(zhì)量加權(quán)平均處理得到沿流向分布規(guī)律，并與一維計算結(jié)果對比，結(jié)果顯示：參數(shù)變化趨勢和燃燒室工作模態(tài)基本一致；隨著油氣比增加，燃燒與燃料噴注產(chǎn)生的擾