固體燃料超燃沖壓發(fā)動機內(nèi)流場研究.pdf

1、固體燃料超燃沖壓發(fā)動機具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、容易長期貯存、需要時可以快速投入使用等優(yōu)點,在高超聲速飛行器上具有很高的應用價值。而作為超燃沖壓發(fā)動機關(guān)鍵部件的進氣道對發(fā)動機的總體性能具有關(guān)鍵性的影響。近年來各種曲面壓縮內(nèi)收縮式進氣道以其較高的性能逐漸受到各國的廣泛關(guān)注,并成為高超聲速進氣道一個新的發(fā)展方向。本文對固體燃料超燃沖壓發(fā)動機內(nèi)流場進行了計算分析研究,主要包括以下兩個部分:
　　 第一,基于高超聲速內(nèi)收縮進氣道的一種新型

2、基準流場設計方法,研究了壓力梯度可控的內(nèi)收縮進氣道設計過程,分析了升壓規(guī)律系數(shù)等設計參數(shù)對基準流場特性的影響;獲得了三種典型的沿程升壓規(guī)律基準流場的流場特性,并對這三種升壓梯度基準流場的三維壓縮進氣道模型進行了數(shù)值模擬,分析了流場特性,得出了三種進氣道模型的性能優(yōu)劣,結(jié)果顯示等壓力梯度進氣道是一種較為合適的折衷方案;另外通過數(shù)值分析探索了切唇口對內(nèi)收縮進氣道流場性能的影響,得出結(jié)論是適當?shù)膶θS進氣道模型進行切唇口的操作,可以改善進氣道

3、的工作和啟動性能。
　　 第二,針對文獻中的固體燃料超燃沖壓發(fā)動機的實驗,采用其試驗中的發(fā)動機模型,利用固體燃料超燃沖壓發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃燒流動的數(shù)學模型,使用PMMA固體燃料,考慮簡化的多步反應,選用EDM燃燒模型和標準κ-ε湍流模型對該發(fā)動機的燃燒室進行了數(shù)值模擬并分析其流場特征。數(shù)值計算結(jié)果顯示固體燃料超燃沖壓發(fā)動機燃燒室的流場特性包括馬赫數(shù)分布、壓力分布和溫度分布等均與理論以及實驗結(jié)果較為吻合,沿軸向壁面壓力分布與實驗測量