文档介绍：等离子体点火对脉冲爆轰发动机两相爆轰过程影响的研究指导教师:翁春生教授作者:彭振南京理工大学年月
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塑丛至至圭基勿//年归月笕学位论文使用授权声明研究成果,尽我所知,在本学不包含其他人已经发表或公布出的贡献均已在论文中作了明研究生签名:南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。加昙釉机构的学位或学历而使用过的
延迟时间和提高点火起爆成功率。本文以等离子体点火的液体燃料脉冲爆轰发动机为研究对象,根据脉冲爆轰发动机流场的特点,建立合理的数学物理模型,应用时空守恒元和求解元方法虺艭疭椒进行数值求解,用镅员嘈闯绦颍月龀灞发动机中等离子体点火和汽油/空气两相燃烧转爆轰过程进行了一维、二维、三维的数值模拟,并在此基础上,进行了相关的脉冲爆轰发动机实验研究。主要内容包括:⒘寺龀灞浞⒍锌悸堑壤胱犹宓慊鸬囊晃较啾涞氖锢砟P停导了相应的一维/方法计算格式,编写了相关计算程序,实现了对脉冲爆轰发动机中等离子体点火和气液两相燃烧转爆轰过程的数值模拟。⒘说壤胱犹宸⑸髂谕饬鞒〉亩岫猿剖锢砟P停频剂硕散项/方法的计算格式以及流场、电磁场参数耦合的雅可比系数矩阵,编写了相关计算程序,通过对耦合的流体力学方程与电磁学方程求解,实现了对等离子体发生器内外流场的数值模拟,获得了等离子体射流的温度、压力、速度等参数的变化规律。⒘丝悸堑壤胱犹宓慊鸬穆龀灞浞⒍岫猿屏较啾涞氖锢砟型,采用/方法数值求解,编写了相关计算程序,实现了对脉冲爆轰发动机中等离子体点火和气液两相爆轰的二维/轴对称数值模拟,分析了两种等离子体点火位置对脉冲爆轰发动机点火起爆过程的影响。结果表明:点火位置对燃烧转爆轰过程有影响。采用壁面点火方式时,点火位置靠近推力壁可以缩短点火起爆的时间和距离。⒘寺龀灞浞⒍锌悸亲榉址从Φ亩岫猿屏较啾淇刂品匠蹋捎/方法进行数值求解,编写了相关计算程序,分析了不同的等离子体射流能量和射流时间对点火起爆过程的影响以及考虑组分反应模型和不考虑组分反应模型在描述脉冲爆轰发动机点火起爆过程中的异同。结果表明:在一定范围内增加等离子体射流能量与射流时间可以缩短形成稳定爆轰波的时间和距离。在爆轰波形成之前,考虑组分反应模型能更为细致地反映管内流场变化:在稳定爆轰波形成之后,考虑组分反应模型和不考虑组分反应模型对爆轰波的描述基本相同。⒘说壤胱犹宓慊鸬穆龀灞浞⒍锢砟P停频剂巳珻疭方法的计算格式,编写了相关计算程序,实现了对考虑点火室结构的脉冲爆轰发动机点火起爆过程的数值模拟,分析了不同进气速度条件下凹槽セ菲疾双环片点火室
结构对点火起爆过程的影响以及三维模型和二维模型在脉冲爆轰发动机内反映流场时的异同。结果表明:在脉冲爆轰发动机中设置点火室可以显著降低点火位置的气流速度,并在点火室内形成大范围的高压区域。在痵~痵的填充气流速度下,凹槽环片点火室的点火起爆时间和距离距略小于凹槽セ菲慊鹗遥孀牌魉俣鹊奶岣撸两者间的差距逐渐缩小。随着爆轰管内填充气流速度提高,形成稳定爆轰波的时间和距离均缩短。在点火室区域波传播的三维效应非常明显,在稳定爆轰波形成之后,管内的三维效应不明显。⒘寺龀灞浞⒍锌悸亲榉址从Φ娜较啾淇刂品匠蹋捎肅疭方法进行数值求解,编写了相关计算程序,比较了等离子体点火条件下在点火室局部形成的三种燃料/氧化剂配比对点火起爆过程的影响。结果表明:提高点火室局部氧气的质量浓度能在点火后加速化学反应速率,增强燃烧波强度,缩短点火起爆的时间和距离。同时增加点火室局部燃料和氧气的质量浓度则可以在初始阶段形成强度较弱的爆轰波,进一步缩短点火起爆的时间和距离。辛艘砸禾停掌9ぶ省⒐ぷ髌德饰、穆龀灞浞⒍笛研究,通过改变点火室局部的燃料/氧化剂配比,得到了等离子体点火和常规火花点火条件下脉冲爆轰发动机的点火延迟时间、燃烧转爆轰时间和工作频率之间的关系。实验结果表明:随着脉冲爆轰发动机工作频率的提高,点火延迟时间逐渐减少。燃烧转爆轰时间基本不受工作频率的影响。等离子体的点火延迟时间小于常规火花点火的点火延迟时间,随着工作频率的提高,点火延迟时间减少的程度下降。在多种工作频率下,等离子燃烧转爆轰时间均略小于常规火花点火的燃烧转爆轰时间。提高点火室局部氧度可以缩短点火延迟时间和燃烧转爆轰时间。在国内首次将等离子体点火技术应用于脉冲爆轰发动机的点火起爆过程,分析体点火对脉冲爆轰发动机燃烧转爆轰过程的影响,研究了脉冲爆轰发动机中等火起爆的机理,实现了用等离子体点火起爆技术缩短燃烧转爆轰时间和距离的提高脉冲爆轰发动机的性能具有重要的理论意义和工程实际价值。脉冲爆轰发动机,等离子体,点火,两相流,爆轰波,激波,燃烧转爆轰,法,数值计算,实验研究