高总温条件下的超声速火焰稳定模式研究

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 超燃冲压发动机内混合和燃烧过程

1.2.1 混合过程

1.2.2 燃烧过程

1.3 高总温下的火焰稳定模式与自点火效应

1.4 论文主要研究内容

第二章 试验设备与仿真平台

2.1 试验设备

2.1.1 超声速静风洞试验系统

2.1.2 超声速燃烧机理直连式试验系统

2.2 流场诊断技术

2.2.1 NPLS技术

2.2.2 高速火焰成像

2.2.3 高速激光纹影

2.2.4 高频压力传感器

2.2.5 压力扫描阀

2.3 数值仿真平台

2.3.1 国防科技大学高超重点试验室高性能计算平台

2.3.2 国家超级计算中心

2.3.3 高性能计算MPI/OpenMP 混合并行技术

2.4 小结

第三章 流动与燃烧数值模拟方法

3.1 混合RANS/LES方法

3.1.1 大涡模拟控制方程

3.1.2 混合RANS/LES方法

3.2 化学反应模型

3.2.1 湍流化学反应源项直接封闭

3.2.2 设定型PDF模型

3.3 数值格式

3.3.1 时间离散格式

3.3.2 空间离散格式

3.3.3 湍流入口的recycling/rescaling生成方法

3.4 小结

第四章 凹腔上游横向喷注混合特性研究

4.1 试验构型与计算设置

4.1.1 试验构型

4.1.2 计算条件设置

4.2 不同喷注方式对混合特性的影响

4.2.1 不同喷注距离的影响

4.2.2 不同射流/来流动压比的影响

4.2.3 单孔喷注与三孔喷注的影响

4.3 小结

第五章 高总温条件下凹腔上游横向射流的燃烧模式

5.1 火焰稳定模式

5.1.1 试验构型与方案

5.1.2 火焰稳定模式

5.2 火焰稳定模式的影响因素

5.2.1 当量比对火焰稳定模式的影响

5.2.2 喷注方式对火焰稳定模式的影响

5.2.3 不同燃料对火焰稳定模式的影响

5.3 火焰稳定模式的振荡特性

5.4 不同火焰稳定模式的建立机制

5.5 小结

第六章 高总温条件下自点火效应对燃烧过程的影响

6.1 高总温火焰稳定过程中的自点火效应

6.1.2 1400K总温下的自点火效应

6.1.3 1600K总温下的自点火效应

6.2 自点火效应和火焰传播对燃烧过程的影响

6.2.1 自点火效应的影响因素

6.2.2 火焰传播的影响因素

6.3 燃烧过程中的自点火效应和火焰传播

6.4 适应自点火效应的化学非平衡查表计算法

6.4.1 查表计算模型

6.4.2 反应数据库

6.4.3 化学非平衡查表计算法的数值验证

6.5 小结

第七章 结论与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果