激波誘燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴注混合增強(qiáng)機(jī)理研究.pdf

1、論文以懸臂斜坡噴注器為研究對(duì)象，采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)懸臂斜坡下游流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、燃料/空氣混合特性、噴注器構(gòu)型參數(shù)和燃料噴注參數(shù)對(duì)燃料/空氣混合的影響規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　詳細(xì)說(shuō)明了直連式試驗(yàn)系統(tǒng)各部分的組成、設(shè)計(jì)方法和工作特性；基于Fluent流場(chǎng)仿真軟件，通過(guò)選取物理模型和數(shù)值方法，建立了超聲速流場(chǎng)數(shù)值仿真程序；以斜坡噴注器冷流噴注試驗(yàn)為算例，驗(yàn)證了數(shù)值仿真程序在模擬超聲速流場(chǎng)方面的適用性和準(zhǔn)確性；

2、最后，對(duì)觀測(cè)流場(chǎng)的光學(xué)顯示技術(shù)進(jìn)行了說(shuō)明。
　　利用紋影試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)合數(shù)值仿真方法對(duì)懸臂斜坡噴注器燃料噴注前與噴注后的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測(cè)研究，得到了不同構(gòu)型的流場(chǎng)波系結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)流場(chǎng)仿真結(jié)果的壓力數(shù)據(jù)與試驗(yàn)壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了本文數(shù)值方法的正確性；懸臂斜坡上形成的斜激波呈很強(qiáng)的三維效應(yīng)，燃料的噴注會(huì)使斜坡上方的激波角增大。
　　利用數(shù)值仿真和PLIF光學(xué)探測(cè)手段，對(duì)超聲速流場(chǎng)中懸臂斜坡下游燃料/空氣的流動(dòng)與混合特性進(jìn)行了研

3、究。結(jié)果表明：噴注器燃料/空氣在較短距離內(nèi)即能完成混合過(guò)程，燃料的穿透度都經(jīng)歷了一個(gè)先下降再上升的過(guò)程；三角構(gòu)型的總壓損失較其它構(gòu)型要低；斜坡的橫截面形狀對(duì)燃料與空氣的混合及流動(dòng)影響較大；燃料的出口馬赫數(shù)越高，對(duì)燃料與空氣的混合越不利，但對(duì)流場(chǎng)的總壓損失沒(méi)有影響；低出口馬赫數(shù)會(huì)降低燃料的穿透度和分散性。較小的噴孔直徑有利于加快燃料與空氣的混合，但會(huì)降低燃料的面積分散性，對(duì)燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)中心和穿透度的影響不大；燃料射流在流場(chǎng)中表現(xiàn)出較強(qiáng)的

4、非定常特性。
　　利用數(shù)值仿真手段對(duì)高超聲速流場(chǎng)中懸臂斜坡下游燃料/空氣的流動(dòng)與混合特性進(jìn)行了研究，分析了懸臂斜坡噴注器構(gòu)型參數(shù)對(duì)燃料流動(dòng)與混合特性的影響。減小壓縮角可以降低流場(chǎng)內(nèi)的總壓損失，增大燃料在流場(chǎng)中的分散程度；減小膨脹角可以增大燃料的混合效率，但同時(shí)會(huì)增大流場(chǎng)的總壓損失，減小燃料在流場(chǎng)橫截面上的分散程度，較大的膨脹角會(huì)降低燃料在流場(chǎng)下游的穿透深度；后掠角對(duì)燃料發(fā)展前期的混合效果影響不大，在燃料混合后期會(huì)有一定的作用且會(huì)影