超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室性能影響因素的對(duì)比分析.pdf

1、世界各國(guó)爭(zhēng)先發(fā)展高超聲速技術(shù)，燃燒室是高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件。本文通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)燃燒室性能進(jìn)行評(píng)估，并研究不同因素對(duì)燃燒室主要參數(shù)及燃燒模態(tài)的影響。基于非定常準(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(yǔ)言編寫(xiě)一維程序用于計(jì)算激波位置不確定情況下非定常燃燒室穩(wěn)態(tài)工作過(guò)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(xiàng)采用時(shí)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(jì)算燃燒放熱量。由時(shí)間步進(jìn)法模擬氫燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，同時(shí)分析油氣比、摩擦系數(shù)與污染組分對(duì)燃燒室性能的影響。計(jì)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(huì)對(duì)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(lái)流組分中有水比無(wú)水情況靜壓、溫度高；一維程序可以對(duì)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室性能

3、進(jìn)行快速評(píng)估。
　　本文運(yùn)用Fluent開(kāi)展了多維穩(wěn)態(tài)燃燒場(chǎng)計(jì)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(duì)燃燒室性能的影響，三維計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值吻合較好。將三維計(jì)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(jì)算結(jié)果對(duì)比，結(jié)果顯示：參數(shù)變化趨勢(shì)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