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凹面腔内激波聚焦起爆爆震波过程的数值模拟 被引量:27
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作者 李海鹏 何立明 +1 位作者 陈鑫 曾昊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期87-91,共5页
运用CFD方法和基元反应机理对环形向心射流产生的激波在凹面腔内的反射聚焦起爆爆震波过程进行了数值模拟,并根据流场分布及变化情况分析了激波聚焦及其在H2-Air混合物中起爆爆震波的全过程。对于本文建立的模型,起爆点在抛物形壁面的... 运用CFD方法和基元反应机理对环形向心射流产生的激波在凹面腔内的反射聚焦起爆爆震波过程进行了数值模拟,并根据流场分布及变化情况分析了激波聚焦及其在H2-Air混合物中起爆爆震波的全过程。对于本文建立的模型,起爆点在抛物形壁面的底部顶点处,聚焦起爆爆震波后的瞬间压力达到21.3MPa,温度达到4540K。爆震波在凹面腔内向开口端传播过程中仍会出现两次聚焦,压力达到约18MPa,温度达到4000K左右。研究结果表明:利用环形向心射流产生的激波在凹面腔内聚焦可以成功直接起爆爆震波,是一种有效的爆震直接起爆方法。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆轰 激波 爆轰波 数值模拟
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气动阀式两相脉冲爆震发动机研究 被引量:19
2
作者 何小民 王家骅 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期529-533,共5页
开展常温常压进气条件下两相脉冲爆震发动机的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。详细描述了气动阀式两相爆震发动机的主要组成部分的结构和性能要求以及主要的影响因素,并通过各参数不同组合下大量的试验研究,成功实现了常温常压... 开展常温常压进气条件下两相脉冲爆震发动机的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。详细描述了气动阀式两相爆震发动机的主要组成部分的结构和性能要求以及主要的影响因素,并通过各参数不同组合下大量的试验研究,成功实现了常温常压进气条件下,以汽油为燃料的气动阀式脉冲爆震发动机的稳定爆震,同时获得了爆震管内燃烧波与气动阀参数、点火参数、扰流器参数、油雾参数和进口参数间的初步关系。研究成果为液态燃料爆震燃烧机理的发展,为实现两相爆震发动机的工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 爆震 脉冲爆震发动机 实验研究 气动阀 常温常压进气
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浅析未来航空发动机技术的发展 被引量:19
3
作者 姜晓莲 王斌 《航空科学技术》 2010年第2期10-12,共3页
以新型航空发动机技术为代表的未来航空推进技术的发展,将满足人们对安全性、可靠性、环境适应性和经济可承受性的更高要求。本文主要介绍了智能发动机、多电发动机、脉冲爆震发动机、骨架结构发动机、燃料电池电动发动机的特点、研究... 以新型航空发动机技术为代表的未来航空推进技术的发展,将满足人们对安全性、可靠性、环境适应性和经济可承受性的更高要求。本文主要介绍了智能发动机、多电发动机、脉冲爆震发动机、骨架结构发动机、燃料电池电动发动机的特点、研究进展和发展趋势。 展开更多
关键词 智能发动机 多电发动机 脉冲爆震发动机 骨架结构发动机 燃料电池电动发动机
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多循环吸气式脉冲爆震发动机推力直接测量 被引量:16
4
作者 张义宁 王家骅 张靖周 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期459-462,468,共5页
为了论证直接测量方法在间歇工作的脉冲爆震发动机系统推力测量中的可行性,试验采用动态压电式力传感器,对内径为180mm,长2000mm的吸气式多循环PDE原型机的推力进行直接测量,并获得推力特征曲线。PDE工作频率分别为10Hz和20Hz时,对应的... 为了论证直接测量方法在间歇工作的脉冲爆震发动机系统推力测量中的可行性,试验采用动态压电式力传感器,对内径为180mm,长2000mm的吸气式多循环PDE原型机的推力进行直接测量,并获得推力特征曲线。PDE工作频率分别为10Hz和20Hz时,对应的平均推力分别为605N和840N。试验发现系统在一个周期内惯性力积分为零,证明了用直接测量方法测量PDE平均推力的可靠性。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 推力 直接测量
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喷口导流环结构对激波聚焦起爆的影响分析 被引量:18
5
作者 荣康 何立明 +2 位作者 张建邦 曾昊 张强 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期299-305,共7页
为研究两级脉冲爆震发动机环形喷口导流环的深度与角度对共振腔内激波聚焦起爆爆震波的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同导流环深度和角度下激波聚焦起爆爆震波的过程进行了数值模拟。结果表明,导流环越深,起爆点的压力和温度越高,... 为研究两级脉冲爆震发动机环形喷口导流环的深度与角度对共振腔内激波聚焦起爆爆震波的影响,以氢气和空气混合物为例,对不同导流环深度和角度下激波聚焦起爆爆震波的过程进行了数值模拟。结果表明,导流环越深,起爆点的压力和温度越高,越有利于起爆;在导流环角度较小的情况下,导流环越深,工作频率越低,单位时间内整个装置的净冲量越小;在导流环角度较大的情况下,导流环越深,工作频率越高,单位时间内整个装置的净冲量越大;此外,随着导流环倾斜角的增大,起爆点温度和压力先升高后降低,在倾斜角为25°左右达到最大值,且起爆时刻提前,工作频率提高,单位时间内整个装置的净冲量也增大。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 导流环 激波聚焦 数值仿真
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脉冲爆震发动机模型机爆震室壁温分布试验研究 被引量:15
6
作者 郑龙席 严传俊 +3 位作者 范玮 张群 黄希桥 雷恒仁 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第4期344-347,共4页
利用TVS2000 MKⅡ热成像仪,在脉冲爆震发动机原理性试验模型上,对爆震燃烧室在多循环工作状态下的外壁面温度分布进行了实验研究.发现爆震室外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势,距推力壁近的区域上升斜率大,距推力壁远的区域上... 利用TVS2000 MKⅡ热成像仪,在脉冲爆震发动机原理性试验模型上,对爆震燃烧室在多循环工作状态下的外壁面温度分布进行了实验研究.发现爆震室外壁面温度分布呈现从前到后逐渐升高的趋势,距推力壁近的区域上升斜率大,距推力壁远的区域上升斜率趋缓,并在爆燃转变为爆震后的区域内温度梯度较小.壁温分布热平衡时间随爆震频率的升高而减小,且基本上呈线性关系.同一轴向位置处,壁温随爆震频率的升高而升高,并呈线性关系.同一爆震频率下,不同轴向位置处,壁温随时间的变化规律基本相同. 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 多循环 爆震燃烧室 温度分布 热成像仪
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预混气爆震管中爆燃到爆震转捩距离的研究 被引量:12
7
作者 韩启祥 王家骅 王波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期63-66,共4页
为了获得预混气爆震管中爆燃到爆震转捩 (DDT)距离的变化规律 ,进行了一系列的单循环爆震试验 ,其中预混气为按化学恰当比配制的乙炔与氧气以及稀释剂氮气 ,变化的试验参数包括 :预混气初始压力 (0 0 2MPa~ 0 1MPa)、稀释剂的浓度 (... 为了获得预混气爆震管中爆燃到爆震转捩 (DDT)距离的变化规律 ,进行了一系列的单循环爆震试验 ,其中预混气为按化学恰当比配制的乙炔与氧气以及稀释剂氮气 ,变化的试验参数包括 :预混气初始压力 (0 0 2MPa~ 0 1MPa)、稀释剂的浓度 (0 %~ 70 % )及三种扰流片的形状。试验测得了不同工况下爆震管内火焰传播速度 ,并由此确定了DDT距离及其变化规律。试验结果表明 ,预混气初始压力下降或稀释剂浓度增加时 ,DDT距离增大 。 展开更多
关键词 爆燃到爆震转捩 脉冲爆震发动机 火焰传播 爆震试验 DDT距离
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频率30~50Hz两相脉冲爆震发动机研究 被引量:16
8
作者 张义宁 王家骅 张靖周 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期993-997,共5页
设计了一台内径58mm,长度1 275 mm的脉冲爆震发动机(PDE)原型机。采用地面充压进气,在工作频率30~50 Hz的工况下研究PDE爆震管内的压力波特性。试验发现,该PDE样机在频率50 Hz以内都能够稳定的以间歇方式工作,爆震波峰值压力大于1.6 ... 设计了一台内径58mm,长度1 275 mm的脉冲爆震发动机(PDE)原型机。采用地面充压进气,在工作频率30~50 Hz的工况下研究PDE爆震管内的压力波特性。试验发现,该PDE样机在频率50 Hz以内都能够稳定的以间歇方式工作,爆震波峰值压力大于1.6 MPa;随着PDE工作频率的提高,工作频率为45~50 Hz时,比40 Hz以下工作频率提前触发了爆震波,且爆震波得到了充分的发展。 展开更多
关键词 爆震 脉冲爆震发动机 高频率 实验研究 压力特性
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脉冲爆震发动机旋流式气动阀工作机理和扰流器阻力特性的实验研究 被引量:15
9
作者 郑殿峰 王家骅 +4 位作者 王波 李建中 范育新 张会强 林文漪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期101-105,共5页
在脉冲爆振发动机 (Pulse detonation engine,PDE)上采用旋流式气动阀 ,并获得成功应用。在此基础上 ,通过测量旋流式气动阀正反向流动阻力系数 ,研究了旋流式气动阀的工作机理。同时 ,还研究扰流片形状、阻塞比、扰流片片数及间距对扰... 在脉冲爆振发动机 (Pulse detonation engine,PDE)上采用旋流式气动阀 ,并获得成功应用。在此基础上 ,通过测量旋流式气动阀正反向流动阻力系数 ,研究了旋流式气动阀的工作机理。同时 ,还研究扰流片形状、阻塞比、扰流片片数及间距对扰流器阻力系数的影响。研究表明 :PDE旋流式气动阀反向流动阻力系数仅比正向流动阻力系数大 5 %~ 3 6% ,并通过试验结果建立了 PDE旋流式气动阀工作机理。试验中发现 :扰流器的阻力系数和扰流片型式、堵塞比、扰流片数目和间距有关。这些研究结果对 PDE旋流式气动阀和扰流器设计有较大的参考价值。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 气动阀 扰流器 阻力特性
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燃料种类对脉冲爆震发动机性能影响的研究 被引量:9
10
作者 范玮 严传俊 +2 位作者 何立明 廖剑 汪林全 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期443-446,共4页
针对自行设计的脉冲爆震发动机试验模型,研究燃料种类对脉冲爆震发动机性能的影响规律,并以汽油的实验值为例给予验证。为脉冲爆震发动机燃料的选择提供理论依据。
关键词 燃料 性能分析 航空发动机 脉冲爆震发动机
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混合气体燃烧中爆震波传播机理的研究 被引量:10
11
作者 何立明 严传俊 +1 位作者 范玮 汪林全 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期39-43,共5页
对混合气体燃烧中爆震波的传播机理进行了分析研究,建立了确定爆震波速度的方法,并计算了在液体燃料(汽油、煤油)与空气混合气体燃烧中产生的爆震波特性参数,为脉冲爆震发动机的实验研究和设计提供理论依据。
关键词 气体混合物 爆轰波 波传播 脉冲爆震发动机
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脉冲爆震发动机的推力计算方法 被引量:11
12
作者 何立明 严传俊 范玮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期22-26,共5页
在分析爆震燃烧基本特性和脉冲爆震发动机工作原理的基础上,建立了确定脉冲爆震发动机推力的计算方法。用自行设计的脉冲爆震发动机原理性试验模型作为算例,并与推力的实测值进行了比较,结果两者基本吻合。
关键词 脉冲爆震发动机 推力 试验模型 计算方法
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二维爆震波数值模拟 被引量:11
13
作者 罗俊 何立明 陈灯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期29-32,共4页
针对爆震发动机的多维效应,利用CFD计算软件对单管脉冲爆震发动机进行了二维的数值模拟。以氢气和氧气混合物为例,仿真了爆震波在管内的传播过程以及传出管外后的流场情况。模拟所得的爆震波参数与文献中的计算结果和实验值基本一致,验... 针对爆震发动机的多维效应,利用CFD计算软件对单管脉冲爆震发动机进行了二维的数值模拟。以氢气和氧气混合物为例,仿真了爆震波在管内的传播过程以及传出管外后的流场情况。模拟所得的爆震波参数与文献中的计算结果和实验值基本一致,验证了模拟的正确性。爆震波传出爆震管后退化成一道激波,对该激波的流动情况进行了分析。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆震 数值仿真
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煤油/空气气动阀式脉冲爆震发动机试验 被引量:12
14
作者 李建中 王家骅 +2 位作者 范育新 张义宁 张靖周 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期802-806,共5页
为了研究煤油/空气气动阀式脉冲爆震发动机(简称PDE)的爆震波特性,建立了一整套试验系统,在进气加温和燃油加温的条件下,以液态煤油为燃料、以空气为氧化剂,在内径100 mm、长为2000 mm的爆震管内进行了大量的多循环爆震试验。研究了液... 为了研究煤油/空气气动阀式脉冲爆震发动机(简称PDE)的爆震波特性,建立了一整套试验系统,在进气加温和燃油加温的条件下,以液态煤油为燃料、以空气为氧化剂,在内径100 mm、长为2000 mm的爆震管内进行了大量的多循环爆震试验。研究了液态煤油和低污染空气(接近纯空气)形成的可爆混气的爆震波特性,研究了气动阀和空气加热器的设计方法等。研究结果为进一步研究液态燃料和高污染空气形成可爆混气的爆震燃烧机理提供了依据,为研制工程应用的PDE提供理论和实践基础。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 脉冲爆震发动机 爆震燃烧 气动阀
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脉冲爆震发动机尾喷管的实验 被引量:12
15
作者 范玮 严传俊 +2 位作者 李强 胡承启 叶斌 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期869-872,共4页
选取3类10种有代表性的脉冲爆震发动机尾喷管进行了试验.研究结果表明,各种喷管对性能均有提高;对每类喷管均存在一最佳面积比,使推力增益最大;在受试的尾喷管中,收敛-扩张喷管增益最大,达24%;填充系数对喷管性能增益影响甚微.
关键词 航空 航天推进系统 脉冲爆震发动机 尾喷管 推力增益 实验研究
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多循环脉冲爆震发动机净推力估算 被引量:9
16
作者 李建中 王家骅 +1 位作者 范育新 张靖国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期241-245,共5页
为了研究试车台上脉冲爆震发动机(PDE)净推力的估算方法,在常温常压条件下,进行了大量的多循环爆震试验,在内径为150mm,长度为1800mm的爆震管中,成功地产生充分发展的爆震波。采用了动态和稳态推力计分别测量试车台上PDE的净推力及气动... 为了研究试车台上脉冲爆震发动机(PDE)净推力的估算方法,在常温常压条件下,进行了大量的多循环爆震试验,在内径为150mm,长度为1800mm的爆震管中,成功地产生充分发展的爆震波。采用了动态和稳态推力计分别测量试车台上PDE的净推力及气动阀开和关时PDE的阻力,建立了试车台上PDE净推力的近似计算模型,同时研究了PDE净推力的主要影响因素。试验结果表明,PDE阻力与模拟飞行速度(或爆震室充填速度)有关;直接测量到的发动机推力与利用模型计算的净推力基本一致。研究结果对工程应用的PDE的优化设计,深入研究具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 阻力 推力 气动阀
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中国脉冲爆震发动机技术研究现状及分析 被引量:12
17
作者 张群 范玮 徐华胜 《航空发动机》 2013年第3期18-22,54,共6页
脉冲爆震发动机是利用脉冲式爆震波产生推力的新概念推进系统,具有热循环效率高、结构简单、成本低和质量轻等诸多优点,因而与其相关的科学与技术问题引起世界性关注。讨论了脉冲爆震发动机的工作模式和应用前景,简要回顾了近年来中国... 脉冲爆震发动机是利用脉冲式爆震波产生推力的新概念推进系统,具有热循环效率高、结构简单、成本低和质量轻等诸多优点,因而与其相关的科学与技术问题引起世界性关注。讨论了脉冲爆震发动机的工作模式和应用前景,简要回顾了近年来中国脉冲爆震发动机的研究工作,包括燃料的喷射与混合、起爆、爆燃向爆震转变机理、进气道、增推方法、性能分析与数值模拟、多管PDE、组合循环与混合循环、结构强度/换热/噪声分析等。总结了研究中所取得的理论、试验和数值研究成果,对未来脉冲爆震发动机的技术路线和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆震 燃料喷射 推进系统
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扰流片对汽油/空气脉冲爆震发动机爆震波压力的影响 被引量:11
18
作者 郑殿峰 王家骅 +1 位作者 张会强 林文漪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期549-552,共4页
在汽油 空气吸气式脉冲爆震发动机(PDE)协调工作的基础上,利用动态压力传感器测量了爆震波峰值压力。研究了圆环型扰流片的堵塞比、片数和间距对爆震波峰值压力的影响,以及上游扰流片间和下游扰流片间压力波峰值压力的变化。研究表明:... 在汽油 空气吸气式脉冲爆震发动机(PDE)协调工作的基础上,利用动态压力传感器测量了爆震波峰值压力。研究了圆环型扰流片的堵塞比、片数和间距对爆震波峰值压力的影响,以及上游扰流片间和下游扰流片间压力波峰值压力的变化。研究表明:一定结构的PDE,扰流片存在合理的堵塞比和间距以及最少片数。试验得到最佳堵塞比为44 5%左右,最佳片间距为爆震管内径的2倍左右,最少片数为6片。这些结果对PDE和扰流器的优化设计有重要指导意义。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 扰流器 爆震 试验
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横向爆震射流起爆爆震过程的数值模拟 被引量:11
19
作者 曾昊 何立明 +2 位作者 章雄伟 李海鹏 苏建勇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期543-548,共6页
对氢气/空气化学恰当比混合物中横向喷射的爆震射流在爆震室中起爆爆震波的过程和机理进行了数值模拟,并探讨了爆震射流位置和填充速度对其的影响。结果表明:爆震波分叉传播后会发生衍射并衰减,但随后可在联焰管壁面产生高温高压区域,... 对氢气/空气化学恰当比混合物中横向喷射的爆震射流在爆震室中起爆爆震波的过程和机理进行了数值模拟,并探讨了爆震射流位置和填充速度对其的影响。结果表明:爆震波分叉传播后会发生衍射并衰减,但随后可在联焰管壁面产生高温高压区域,引发二次起爆。且联焰管距离爆震室推力壁越小,其形成的壁面效应越有助于爆震形成;填充速度越大,爆震波形成位置越靠前。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 爆震射流 爆震起爆
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不同形式扩张喷管对两级PDE性能的影响 被引量:11
20
作者 曾昊 何立明 +1 位作者 吴春华 徐继良 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1139-1146,共8页
为了研究不同形式扩张喷管对两级脉冲爆震发动机性能的影响,以氢气和氧气混合物为例,对安装不同扩张角、长度和扩张曲线的扩张喷管的两级脉冲爆震发动机工作过程进行了数值模拟。结果表明,具有较大扩张角的喷管其推力增益较大;当扩张面... 为了研究不同形式扩张喷管对两级脉冲爆震发动机性能的影响,以氢气和氧气混合物为例,对安装不同扩张角、长度和扩张曲线的扩张喷管的两级脉冲爆震发动机工作过程进行了数值模拟。结果表明,具有较大扩张角的喷管其推力增益较大;当扩张面积比一定,喷管长度不能太长和太短,否则喷管增推性能会下降;不同扩张曲线喷管对两级爆震发动机性能有较大影响,在扩张面积一定,长度一定的条件下,采用曲率较大的钟形型线的喷管时,凹面腔获得的冲量最大,喷管获得的冲量也最大。 展开更多
关键词 脉冲爆震发动机 尾喷管 爆震 激波
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