论文部分内容阅读
超燃冲压发动机是国内外的研究研究重点之一,超声速燃烧和主动热防护是其中的关键技术之一,而二者之间存在强耦合过程。壁面热状态作为联系超声速燃烧和主动冷却系统的纽带,对超声速燃烧和主动冷却系统都有重要的影响。如何合理设计温度场,使得壁面热状态既利于超声速燃烧组织,又利于主动热防护设计,做到二者之间的合理折中,是超燃冲压发动机设计中重要的研究课题。 首先简要介绍了超燃冲压发动燃烧室数值模拟方法。给出了超燃冲压发动机燃烧场的控制方程,简要介绍了数值仿真模型、燃烧室构型以及来流条件,最后对数值模拟方法进行了验证。 通过地面发动机试验,发现了超声速燃烧对壁面热状态存在依赖的试验现象。简要介绍了超燃冲压发动机燃烧室内壁温的估计方法,表明试验过程中,内壁面温度随着工作时间的增加而增加。结果表明:壁面热状态对超声速燃烧室性能存在一定的影响规律,壁面热状态对超声速燃烧的影响强弱依赖于主燃烧释热区,燃烧释热越强的区域,壁面与主流区的热交换越强烈,影响越大。 通过数值仿真研究了不同壁温对超声速燃烧室性能的影响规律。研究发现:在不同的壁温条件下,流场参数以及流场特征存在不同的变化规律;当壁面热状态较高时,燃烧室处于亚燃模态,而当壁面热状态较低时,燃烧室处于超燃模态,即燃烧模态转换与壁面热状态有关;燃烧室性能随着壁温的升高而增强。 最后研究了壁温变化路径对超声速燃烧室燃烧性能的影响。研究发现:超声速燃烧对壁温路径存在一定的依赖性,不同的路径下,燃烧室存在不同的规律。在壁温递增路径下,燃烧室中存在一定的突变现象,燃烧室流场特征发生改变;在壁温递减路径下,燃烧室维持此种燃烧状态的能力比较强,较难发生改变。