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《脈沖爆轟發(fā)動機多次循環(huán)的外流場研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第一屆爆轟與爆震發(fā)動機研討會脈沖爆轟發(fā)動機多次循環(huán)的外流場研究InvestigationsonExternalFlowFieldofMulti-cyclePulseDetonafionEngine歸明月。范寶春，于陸軍，南京理工大學瞬態(tài)物理實驗室，guimingyue@yahoo．∞m．∞GUIMing-yue,FANBao-chun，YULu-jun，LabofTransientPhysics，NanjmgUniversityofScienceandTechnologyAbstract：UsingYA-16high-speedphotographtechnique,aseriesofexp
2、erimentalshadowgraphimagesoftheexternalflowfieldofmulti-cyclepulscdetonationengineforhydrogen／airWel'erecorded．BasedOnthetwo-dimensionalaxisymmetrieNavier--StokesequationscouplingwitIIchemicalreactions,thisphenomena嘲numericallystudiedbyusingwave：propagationalgorithm．Thenumericalresultswe忙treatedbyu
3、singcomputationaloptics,whichwereingoodagreementwitlltheexperimentalimages,Theresultsshowthatexitingthetubeduringthefirstcycle,thedetonationW'aVedecaystothesphericalshockWaVeandthesuspendedshockinthedetonationproductisformedduetothePrandtl-MeyerflowmtheexitDuringthesecondcycletheflowfieldbehindthed
4、ecayedshockwaVehassomevelocity,whichcausfstheleadingshockgourd-shaped．摘要：以等當量比的氫氣，空氣為研究對象，利用YA-16多閃光高速照相機對脈沖爆轟發(fā)動機多次循環(huán)的管外流場進行了實驗研究?；诙嘟M分的二維軸對稱Navier--Stokes方程，采用波傳播算法對該現(xiàn)象進行了數(shù)值模擬，并用計算光學對數(shù)值結果進行了處理，得出的計算陰影圖和實驗陰影照片比較l吻合。結果表明，第一次循環(huán)中的爆轟波溢出管外后，衰減成半球形的激波，同時出口處的Prandtl-Meyer流使泄出的爆轟產(chǎn)物內形成懸吊激波，在第二次循環(huán)時，由于衰減后的前導激
5、波前方的介質有一定的速度，使褥前導激波發(fā)展成葫蘆形。l引言脈沖爆轟發(fā)動機(puIsedetonationengine，PDE)是利用燃#}／空氣混合物的爆轟原理來產(chǎn)生推力的新概念發(fā)動機。它具有結構簡單、造價低、熱效率高等優(yōu)點。脈沖爆轟發(fā)動機的第二個循環(huán)起爆時．管內氣體具有一定的正向速度，在封閉端附近形成連續(xù)的膨脹波lII，隨后，爆轟波溢出爆轟管時產(chǎn)生的膨脹波抵達封閉端，在此膨脹波和封閉端附近本身膨脹波的共同作用下，推力持續(xù)下降，此外，管外復雜流場中的禍與激波的作用田，還會導致推力的振蕩，所以研究多循環(huán)管外流場結構具有必要性。可視化的爆轟外流場，可形象地說明多循環(huán)爆轟外流場的發(fā)展過程和結構差異
6、。國內、外對于爆轟流場的可視化主要集中于單次PDEl卅。G．Aaronl31等利用幀頻為i08的攝影系統(tǒng)，拍攝了不同燃料當量比和充氣比例對應的管外流場陰影照片，但未能拍攝鰣外流場巾懸吊澈波的發(fā)展過程。丸Daniel幫4I研究不同排出器尺寸對單次PDE性能影響時，拍攝到了外流場巾的懸吊激波，但對其產(chǎn)生機理和發(fā)展過程沒有進行討論。國內，李輝煌，楊基明等15l等和用雙曝光全怠干涉方法拍攝了爆轟波通過擴張管的實驗照片，但沒有對擴張管外流場進行實驗研究。另外，火焰自發(fā)光會嚴重影響照片的分辨率。因此，關于多循環(huán)爆轟管外流場的時序分輻照片，則迄今尚未見文獻報道。14本文以等當量比的氫氣／空氣為研究對象，采
7、用高速陰影照相技術對多循環(huán)爆轟PDE的外流場進行實驗研究。利川多組分Navier--Stokes方程對該現(xiàn)象進行了數(shù)值模擬，．弗根據(jù)計算結果，通過計算光學進一步得到流場的計算陰影圖，和實驗陰影照片進行了分析比較，以驗證數(shù)值結果的可靠性，同時對脈沖爆轟發(fā)動機前兩次循環(huán)管外流場的結構差異進行了分析．2實驗研究本文用的實驗裝置如圖I，由爆轟管、測量控制系統(tǒng)、光學測量系統(tǒng)和壓力測量系統(tǒng)組成．爆轟管的內徑為30mm，長
