旋转爆震发动机燃烧过程及推进性能研究

目录

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 旋转爆震燃烧室工作模态研究进展

1.2.1 旋转爆震波与喷注混合过程间相互作用

1.2.2 旋转爆震发动机中的不稳定性现象

1.2.3 燃烧室几何参数对爆震波传播的影响

1.2.4 非预混旋转爆震发动机数值模拟进展

1.3 空桶旋转爆震燃烧室研究进展

1.3.1 数值研究

1.3.2 实验研究

1.4 旋转爆震发动机推进性能研究进展

1.4.1 数值研究

1.4.2 实验研究

1.5 本文工作

第二章 实验系统及数值模拟方法

2.1 实验系统

2.1.1 空桶旋转爆震燃烧室设计

2.1.2 供气系统

2.1.3 测控系统

2.2 数值模拟方法

2.2.1 控制方程

2.2.2 物性参数

2.2.3 化学反应机理

2.2.4 湍流模型

2.2.5 数值离散格式

2.3 小结

第三章 预混多孔喷注条件下旋转爆震波传播特性

3.1 计算模型

3.1.1 理想喷注条件下计算模型

3.1.2 预混多孔喷注条件下计算模型

3.1.3 算例验证

3.2 理想喷注与预混多孔喷注条件下旋转爆震波流场结构

3.2.1 理想喷注条件下旋转爆震波流场结构

3.2.2 预混多孔喷注条件下旋转爆震波流场结构

3.3 燃烧室物理构型对旋转爆震波传播模态的影响

3.3.1 喷孔出口宽度对旋转爆震波传播模态的影响

3.3.2 传播模态转换过程中的流场演化

3.3.3 燃烧室周长对旋转爆震波传播模态的影响

3.4 工况条件对旋转爆震波传播模态的影响

3.4.1 预混气质量流量对旋转爆震波传播模态的影响

3.4.2 预混气当量比对旋转爆震波传播模态的影响

3.5 小结

第四章 非预混喷注条件下环形燃烧室爆震燃烧过程

4.1 冷流混合流场

4.1.1 物理模型及边界条件

4.1.2 冷流混合流场分析

4.1.3 出口反压对冷流混合效果的影响

4.2 旋转爆震波传播特性及其与喷注混合的相互作用

4.2.1 流场结构及爆震波传播特性

4.2.2 旋转爆震波与喷注混合过程的相互作用

4.2.3 与预混喷注条件下燃烧室工作过程的对比

4.3 反应物流量对旋转爆震波传播模态的影响

4.4 喷注结构对旋转爆震波传播特性的影响

4.4.1 空气环缝宽度的影响

4.4.2 氢气喷孔个数的影响

4.4.3 推进剂喷注方式的影响

4.5 小结

第五章 非预混喷注条件下空桶燃烧室爆震燃烧过程

5.1 物理模型及边界条件

5.2 空桶燃烧室旋转爆震波传播特性及推进性能

5.2.1 流场结构及爆震波传播特性

5.2.2 推进性能分析

5.3 燃烧室面积收缩对空桶燃烧室的影响

5.3.1 燃烧室面积收缩后的流场结构及爆震波传播特性

5.3.2 燃烧室面积收缩对燃烧室推进性能的影响

5.3.3 燃烧室面积收缩比的影响

5.4 小结

第六章 旋转爆震发动机羽流流场及其对推进性能的影响

6.1 旋转爆震发动机推力计算公式推导

6.2 环形旋转爆震发动机中羽流对推进性能的影响

6.2.1 环形旋转爆震发动机羽流流场结构

6.2.2 考虑端面影响时环形旋转爆震发动机推力分析

6.2.3 预混气质量流量的影响

6.2.4 环境压力的影响

6.3 空桶旋转爆震发动机中羽流对推进性能的影响

6.3.1 空桶旋转爆震发动机羽流流场结构

6.3.2 考虑端面影响时空桶旋转爆震发动机推力分析

6.4 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

附录A 反应组分定压比热容分段多项式系数