扇形截面爆震管内爆震波特性研究及产物分析

摘要

为了提高多管脉冲爆震发动机的容积利用率，提高PDE的性能，采用扇形截面爆震管。但扇形截面的爆震管相比于圆形截面爆震管，其爆震波触发和传播特性都发生了变化。为了能摸清扇形PDE的工作特性，本文建立了三维扇形爆震管计算模型，利用适合的氢氧多步反应机理、系统研究了扇形爆震管内不同燃料、不同结构下的爆震波特性，得到了如下研究结果：首先，扇形截面爆震管内的爆震波的推进过程是一个由下弧面到上弧面、最后稳定在中间的一个倾斜状态；其次，不同扇形截面结构（不同宽高比和弧度角）会影响爆震波的触发和传播特性，通过结构对比，获得了一个在外半径为17.4mm情况下，宽高比为2.1，弧度角为45°的扇形截面的优化结构；第三，不同结构的障碍物（钝体）也对扇形爆震管内的爆震波特性产生明显影响，存在一个最佳障碍物结构；第四，由于爆震波传播速度很快，在单次爆震中辐射对爆震特性的影响很小，但气体与壁面之间的辐射换热会影响爆震管内的温度分布；第五，通过对扇形爆震管内产物成分分析与对比，发现在燃烧产物中，主要氮氧化物为NO，主要污染物是CO、NO，而在未燃混气中主要污染物是N2O。研究结果为多管PDE的工程应用提供了较强的理论基础和技术支持。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录、注释表

声明

第一章 绪论

第二章 数值方法

第三章 扇形截面爆震管内爆震波特性数值模拟研究

第四章 扇形管内煤油爆震特性研究

第五章 总结和展望

参考文献

致 谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录：化学反应模型