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不同气量分配下声激励对中心分级旋流火焰动力学的影响
被引量：
1
1
作者
魏为
许全宏
+3 位作者
苏童
韩啸
杨思恒
周宇晨
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期1607-1619,共13页
采用高速摄像拍摄火焰化学自发光和本征正交分解(POD)法研究了多激励频率下中心分级旋流分层火焰的宏观结构和动力学特性。结果表明:随着气量分配比的增加,火焰宏观结构逐渐沿径向方向扩张,火焰分层现象变得更加明显。激励频率的变化对...
采用高速摄像拍摄火焰化学自发光和本征正交分解(POD)法研究了多激励频率下中心分级旋流分层火焰的宏观结构和动力学特性。结果表明:随着气量分配比的增加,火焰宏观结构逐渐沿径向方向扩张,火焰分层现象变得更加明显。激励频率的变化对火焰宏观结构的影响较小。POD分析结果表明:外激频率为200 Hz时火焰脉动最明显。随着主燃级气量占比的增加,释热脉动在激励的作用下沿轴向方向减弱,在径向上出现极值交替且振荡变强。
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关键词
燃烧不稳定性
中心分级燃烧室
旋流火焰
火焰动力学
本征正交分解(POD)
原文传递
高温升燃烧室贫油熄火特性数值研究
被引量：
13
2
作者
王成军
佟飞
+2 位作者
陈科华
陈保东
刘爱虢
《燃气涡轮试验与研究》
北大核心
2016年第2期1-6,共6页
利用Fluent软件,采用经过PIV试验验证过的Realized k-ε湍流模型,对中心分级燃烧室的燃烧流场进行数值模拟,计算确定出回流区大小、温度分布及特征截面。使用特征截面特征参数法及其判定准则,对该中心分级燃烧室贫油熄火极限进行预测,...
利用Fluent软件,采用经过PIV试验验证过的Realized k-ε湍流模型,对中心分级燃烧室的燃烧流场进行数值模拟,计算确定出回流区大小、温度分布及特征截面。使用特征截面特征参数法及其判定准则,对该中心分级燃烧室贫油熄火极限进行预测,并对熄火过程火焰形状的成因进行分析。结果表明:随着油气比的降低,回流区温度降低且长宽尺度增大,贫油熄火时的油气比为0.005 83且火焰呈M型,与相关试验测试结果一致。
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关键词
航空发动机
中心分级燃烧室
贫油熄火极限
油气比
特征截面
回流区
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职称材料
基于PIV的中心分级燃烧室冷态流场试验
被引量：
3
3
作者
顾大鹏
沈忱
+1 位作者
杨帅
杨桐
《航空发动机》
北大核心
2023年第1期76-80,共5页
为了掌握中心分级燃烧室流场特性,利用粒子图像测速仪(PIV)对中心分级燃烧室的冷态流场进行试验,对具有不同流通面积的主模旋流器和副模旋流器出口流场进行了对比。结果表明:在压降相同条件下,副模旋流器单独工作时流过的空气流量约占...
为了掌握中心分级燃烧室流场特性,利用粒子图像测速仪(PIV)对中心分级燃烧室的冷态流场进行试验,对具有不同流通面积的主模旋流器和副模旋流器出口流场进行了对比。结果表明:在压降相同条件下,副模旋流器单独工作时流过的空气流量约占主、副膜旋流器同时工作时的1/3;副模单独工作时,流场中无明显回流区,这表明副模旋流器主要作用是在燃烧室头部提供高速气流与燃油喷嘴喷出油雾颗粒充分混合形成油气混合物;在压降不变的条件下,随着主模旋流器流通面积的增加,空气流量增大,燃烧室头部流场分布受流通面积影响显著;在流通面积不变的条件下,随着供气压降的提高,空气流量增大,流场中旋转回流区位置向燃烧室头部方向移动,面积减小,中心回流区位置基本不变,回流速度加快。
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关键词
中心分级燃烧室
旋流器
流场特性
冷态流场
粒子图像测速技术
航空发动机
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职称材料
3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响
4
作者
王多
李锋
赵凯
《航空发动机》
北大核心
2024年第2期65-76,共12页
为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。...
为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。结果表明:确定最优方案的3级旋流器叶片数量分别为8、10和15。中心分级燃烧室每级旋流器流通气量随其相应旋流器叶片数量改变呈负相关变化关系;设计油气比为0.045时,中心分级燃烧室最优方案即基准型方案的温升可达1300 K,出口温度分布系数OTDF达到0.13,在性能所要求的0.10~0.15之间,出口径向温度分布系数RTDF达到0.081,在性能所要求的0.08~0.12之间;中心分级燃烧室出口截面OTDF值随火焰筒头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是“V”形,RTDF值随头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是类“V”形。
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关键词
超高温升燃烧室
中心分级燃烧室
旋流器
燃烧性能
叶片数量
旋流气量
出口温度分布
下载PDF
职称材料
超高温升中心分级燃烧室设计及计算分析
被引量：
6
5
作者
高贤智
李锋
郭大鹏
《航空发动机》
2015年第1期9-15,共7页
针对航空发动机高推重比、高温升的需求,提出1种中心分级旋流燃烧室的设计方案。在保证与现有单环腔燃烧室(SAC)进出口尺寸、机匣尺寸限制不变的情况下,对设计模型进行了3维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果及试验结果进行...
针对航空发动机高推重比、高温升的需求,提出1种中心分级旋流燃烧室的设计方案。在保证与现有单环腔燃烧室(SAC)进出口尺寸、机匣尺寸限制不变的情况下,对设计模型进行了3维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果及试验结果进行了对比分析。研究结果表明:设计油气比为0.045时,设计中心分级燃烧室温升可达1356 K,出口温度分布可达0.137,出口径向温度分布可达0.096;此外,与SAC相比,中心分级燃烧室可获得更低的总压损失,更低的出口温度分布系数以及高工况下可获得更高的燃烧效率;污染排放性能表明,中心分级燃烧室在慢车点CO排放比SAC的稍高,在设计点NOx排放按g/kg燃油计比SAC的低。
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关键词
超高温升
中心分级燃烧室
单环腔燃烧室
出口温度分布
航空发动机
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职称材料
主燃级旋流数对中心分级燃烧室流场的影响
被引量：
6
6
作者
李美烨
程明
+1 位作者
林宏军
常峰
《航空发动机》
北大核心
2018年第6期50-53,共4页
为了研究中心分级燃烧室的流场特性及主燃级旋流器旋流数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对2种不同主燃级旋流数的头部结构下的出口流场开展了对比研究,并进行了试验验证。结果表明:主燃级部分旋流气体与预燃级掺混,参与影响中心...
为了研究中心分级燃烧室的流场特性及主燃级旋流器旋流数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对2种不同主燃级旋流数的头部结构下的出口流场开展了对比研究,并进行了试验验证。结果表明:主燃级部分旋流气体与预燃级掺混,参与影响中心回流区的形成;主燃级旋流数的变化对头部流场分布有显著影响。主燃级旋流数减少,使主燃级径向尺寸增加,径向分区明显;使预燃级回流区位置后移,涡心向火焰筒中心靠拢。
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关键词
中心分级燃烧室
主燃级旋流器
流场特性
旋流数
数值模拟
粒子图像测速仪(PIV)
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职称材料
中心分级低污染燃烧室贫油熄火模型
7
作者
肖为
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1038-1046,共9页
为了准确掌握中心分级燃烧室火焰稳定边界的影响因素,建立中心分级燃烧室贫油熄火边界预测模型,对中心分级燃烧室的熄火过程进行了试验与理论研究。研究获取了燃烧室结构、雾化和工况参数对燃烧室贫油熄火边界的影响规律,建立并验证了...
为了准确掌握中心分级燃烧室火焰稳定边界的影响因素,建立中心分级燃烧室贫油熄火边界预测模型,对中心分级燃烧室的熄火过程进行了试验与理论研究。研究获取了燃烧室结构、雾化和工况参数对燃烧室贫油熄火边界的影响规律,建立并验证了中心分级燃烧室熄火半经验预测模型。结果表明:相比反向涡流器,同向涡流器下游具有更大的回流区、更低的回流速度和更长的停留时间,从而减弱了主燃级与值班级之间的湍流交换,导致同向旋流火焰的贫油熄火性能明显优于反向旋流火焰的熄火性能。中心分级燃烧室熄火边界预测模型对单头部和全环燃烧室熄火性能预测的最大误差为20%,满足燃烧室工程设计需要。
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关键词
中心分级
低污染
燃烧室
贫油熄火
湍流交换
原文传递
中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性
8
作者
徐兴亚
李松阳
+1 位作者
于涵
索建秦
《航空发动机》
北大核心
2023年第1期89-94,共6页
为了研究中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性及头部结构参数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对不同结构参数下的冷态流场开展对比研究,并对基准方案进行了试验验证。结果表明:副模收敛角度以及喷嘴轴向位置对回流区影响较小,副模...
为了研究中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性及头部结构参数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对不同结构参数下的冷态流场开展对比研究,并对基准方案进行了试验验证。结果表明:副模收敛角度以及喷嘴轴向位置对回流区影响较小,副模旋流叶片角度以及主副模头部径向间距对回流区影响较大。随着副模旋流叶片角度增大,副模出口旋流加强,引起出口气流张角增大,使得中心回流区体积扩大;随着主副模头部径向间距增加,削弱了主副模出口气流在切向方向上的相互影响,主模出口气流得以充分发展,中心回流区体积扩大。
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关键词
中心分级
贫油直喷燃烧室
流场特性
中心回流区
数值模拟
航空发动机
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职称材料
题名
不同气量分配下声激励对中心分级旋流火焰动力学的影响
被引量：
1
1
作者
魏为
许全宏
苏童
韩啸
杨思恒
周宇晨
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
北京航空航天大学航空发动机研究院
北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期1607-1619,共13页
基金
国家科技重大专项(2017-Ⅲ-0007-0032)。
文摘
采用高速摄像拍摄火焰化学自发光和本征正交分解(POD)法研究了多激励频率下中心分级旋流分层火焰的宏观结构和动力学特性。结果表明:随着气量分配比的增加,火焰宏观结构逐渐沿径向方向扩张,火焰分层现象变得更加明显。激励频率的变化对火焰宏观结构的影响较小。POD分析结果表明:外激频率为200 Hz时火焰脉动最明显。随着主燃级气量占比的增加,释热脉动在激励的作用下沿轴向方向减弱,在径向上出现极值交替且振荡变强。
关键词
燃烧不稳定性
中心分级燃烧室
旋流火焰
火焰动力学
本征正交分解(POD)
Keywords
combustion
instability
concentrically
-
staged
combustor
swirl
flame
flame
dynamics
proper
orthogonal
decomposition(POD)
分类号
V231.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
高温升燃烧室贫油熄火特性数值研究
被引量：
13
2
作者
王成军
佟飞
陈科华
陈保东
刘爱虢
机构
沈阳航空航天大学航空航天工程学部
出处
《燃气涡轮试验与研究》
北大核心
2016年第2期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金(51476106)
辽宁省自然科学基金(2015020639)
文摘
利用Fluent软件,采用经过PIV试验验证过的Realized k-ε湍流模型,对中心分级燃烧室的燃烧流场进行数值模拟,计算确定出回流区大小、温度分布及特征截面。使用特征截面特征参数法及其判定准则,对该中心分级燃烧室贫油熄火极限进行预测,并对熄火过程火焰形状的成因进行分析。结果表明:随着油气比的降低,回流区温度降低且长宽尺度增大,贫油熄火时的油气比为0.005 83且火焰呈M型,与相关试验测试结果一致。
关键词
航空发动机
中心分级燃烧室
贫油熄火极限
油气比
特征截面
回流区
Keywords
aero-engine
concentr
ic
staged
combustor
lean
blow-out
limit
fuel-air
ratio
feature
section
recirculation
zone
分类号
V231.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于PIV的中心分级燃烧室冷态流场试验
被引量：
3
3
作者
顾大鹏
沈忱
杨帅
杨桐
机构
中国航发沈阳发动机研究所
出处
《航空发动机》
北大核心
2023年第1期76-80,共5页
基金
航空动力基础研究项目资助。
文摘
为了掌握中心分级燃烧室流场特性,利用粒子图像测速仪(PIV)对中心分级燃烧室的冷态流场进行试验,对具有不同流通面积的主模旋流器和副模旋流器出口流场进行了对比。结果表明:在压降相同条件下,副模旋流器单独工作时流过的空气流量约占主、副膜旋流器同时工作时的1/3;副模单独工作时,流场中无明显回流区,这表明副模旋流器主要作用是在燃烧室头部提供高速气流与燃油喷嘴喷出油雾颗粒充分混合形成油气混合物;在压降不变的条件下,随着主模旋流器流通面积的增加,空气流量增大,燃烧室头部流场分布受流通面积影响显著;在流通面积不变的条件下,随着供气压降的提高,空气流量增大,流场中旋转回流区位置向燃烧室头部方向移动,面积减小,中心回流区位置基本不变,回流速度加快。
关键词
中心分级燃烧室
旋流器
流场特性
冷态流场
粒子图像测速技术
航空发动机
Keywords
concentr
ic
staged
combustor
swirler
flow
field
characteristics
cold
flow
field
Particle
Image
Velocimetry
aeroengine
分类号
V231.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响
4
作者
王多
李锋
赵凯
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
空军航空大学航空作战勤务学院
出处
《航空发动机》
北大核心
2024年第2期65-76,共12页
文摘
为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。结果表明:确定最优方案的3级旋流器叶片数量分别为8、10和15。中心分级燃烧室每级旋流器流通气量随其相应旋流器叶片数量改变呈负相关变化关系;设计油气比为0.045时,中心分级燃烧室最优方案即基准型方案的温升可达1300 K,出口温度分布系数OTDF达到0.13,在性能所要求的0.10~0.15之间,出口径向温度分布系数RTDF达到0.081,在性能所要求的0.08~0.12之间;中心分级燃烧室出口截面OTDF值随火焰筒头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是“V”形,RTDF值随头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是类“V”形。
关键词
超高温升燃烧室
中心分级燃烧室
旋流器
燃烧性能
叶片数量
旋流气量
出口温度分布
Keywords
ultra-high
temperature
rise
combustor
concentr
ic
staged
combustor
number
of
vanes
amount
of
swirling
air
outlet
temperature
distribution
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
超高温升中心分级燃烧室设计及计算分析
被引量：
6
5
作者
高贤智
李锋
郭大鹏
机构
上海电气燃气轮机有限公司研发部
北京航空航天大学能源与动力工程学院
出处
《航空发动机》
2015年第1期9-15,共7页
基金
国家自然科学基金(50476005)资助
文摘
针对航空发动机高推重比、高温升的需求,提出1种中心分级旋流燃烧室的设计方案。在保证与现有单环腔燃烧室(SAC)进出口尺寸、机匣尺寸限制不变的情况下,对设计模型进行了3维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果及试验结果进行了对比分析。研究结果表明:设计油气比为0.045时,设计中心分级燃烧室温升可达1356 K,出口温度分布可达0.137,出口径向温度分布可达0.096;此外,与SAC相比,中心分级燃烧室可获得更低的总压损失,更低的出口温度分布系数以及高工况下可获得更高的燃烧效率;污染排放性能表明,中心分级燃烧室在慢车点CO排放比SAC的稍高,在设计点NOx排放按g/kg燃油计比SAC的低。
关键词
超高温升
中心分级燃烧室
单环腔燃烧室
出口温度分布
航空发动机
Keywords
uhra-high
temperature
concentr
ic
staged
combustor
single
annual
combustor
outlet
temperature
profile
aeroengine
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
主燃级旋流数对中心分级燃烧室流场的影响
被引量：
6
6
作者
李美烨
程明
林宏军
常峰
机构
中国航发沈阳发动机研究所
出处
《航空发动机》
北大核心
2018年第6期50-53,共4页
基金
航空动力基础研究项目资助
文摘
为了研究中心分级燃烧室的流场特性及主燃级旋流器旋流数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对2种不同主燃级旋流数的头部结构下的出口流场开展了对比研究,并进行了试验验证。结果表明:主燃级部分旋流气体与预燃级掺混,参与影响中心回流区的形成;主燃级旋流数的变化对头部流场分布有显著影响。主燃级旋流数减少,使主燃级径向尺寸增加,径向分区明显;使预燃级回流区位置后移,涡心向火焰筒中心靠拢。
关键词
中心分级燃烧室
主燃级旋流器
流场特性
旋流数
数值模拟
粒子图像测速仪(PIV)
Keywords
concentr
ic
staged
combustor
main
stage
swirler
flow
field
characteristics
swirl
number
numerical
simulation
PIV
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
中心分级低污染燃烧室贫油熄火模型
7
作者
肖为
机构
中国航发湖南动力机械研究所
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1038-1046,共9页
基金
国家自然科学基金(51906234)。
文摘
为了准确掌握中心分级燃烧室火焰稳定边界的影响因素,建立中心分级燃烧室贫油熄火边界预测模型,对中心分级燃烧室的熄火过程进行了试验与理论研究。研究获取了燃烧室结构、雾化和工况参数对燃烧室贫油熄火边界的影响规律,建立并验证了中心分级燃烧室熄火半经验预测模型。结果表明:相比反向涡流器,同向涡流器下游具有更大的回流区、更低的回流速度和更长的停留时间,从而减弱了主燃级与值班级之间的湍流交换,导致同向旋流火焰的贫油熄火性能明显优于反向旋流火焰的熄火性能。中心分级燃烧室熄火边界预测模型对单头部和全环燃烧室熄火性能预测的最大误差为20%,满足燃烧室工程设计需要。
关键词
中心分级
低污染
燃烧室
贫油熄火
湍流交换
Keywords
concentr
ic
staged
low
emission
combustor
lean
blowout
turbulent
exchange
分类号
V231.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性
8
作者
徐兴亚
李松阳
于涵
索建秦
机构
中国航发商用航空发动机有限责任公司
西北工业大学动力与能源学院
出处
《航空发动机》
北大核心
2023年第1期89-94,共6页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(3102018zy019)资助。
文摘
为了研究中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性及头部结构参数对中心回流区的影响,采用数值模拟方法对不同结构参数下的冷态流场开展对比研究,并对基准方案进行了试验验证。结果表明:副模收敛角度以及喷嘴轴向位置对回流区影响较小,副模旋流叶片角度以及主副模头部径向间距对回流区影响较大。随着副模旋流叶片角度增大,副模出口旋流加强,引起出口气流张角增大,使得中心回流区体积扩大;随着主副模头部径向间距增加,削弱了主副模出口气流在切向方向上的相互影响,主模出口气流得以充分发展,中心回流区体积扩大。
关键词
中心分级
贫油直喷燃烧室
流场特性
中心回流区
数值模拟
航空发动机
Keywords
concentr
ic
staged
lean
direct
injection
combustor
flow
field
characteristic
central
recirculation
zone
numerical
simulation
aeroengine
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
不同气量分配下声激励对中心分级旋流火焰动力学的影响
魏为
许全宏
苏童
韩啸
杨思恒
周宇晨
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
原文传递
2
高温升燃烧室贫油熄火特性数值研究
王成军
佟飞
陈科华
陈保东
刘爱虢
《燃气涡轮试验与研究》
北大核心
2016
13
下载PDF
职称材料
3
基于PIV的中心分级燃烧室冷态流场试验
顾大鹏
沈忱
杨帅
杨桐
《航空发动机》
北大核心
2023
3
下载PDF
职称材料
4
3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响
王多
李锋
赵凯
《航空发动机》
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
5
超高温升中心分级燃烧室设计及计算分析
高贤智
李锋
郭大鹏
《航空发动机》
2015
6
下载PDF
职称材料
6
主燃级旋流数对中心分级燃烧室流场的影响
李美烨
程明
林宏军
常峰
《航空发动机》
北大核心
2018
6
下载PDF
职称材料
7
中心分级低污染燃烧室贫油熄火模型
肖为
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
8
中心分级贫油直喷燃烧室冷态流场特性
徐兴亚
李松阳
于涵
索建秦
《航空发动机》
北大核心
2023
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职称材料
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