超燃冲压发动机燃烧室流场分析

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:2015110073硕士学位论（文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：力学论文题目：超燃冲压发动机燃烧室流场分析英文题目：Flowfieldanalysisofascramjetcombustor学生姓名：李诺飞导师姓名：张永芝二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要随着全球航空航天技术的不断革新，人类对飞行器的速度有着无止境地追求，由亚声速到超声速，再到高超声速，每一个阶段的跨越都是人类技术的革命。高超声速飞行器所用的推重比较高的一种就是超燃冲压发动机，而其中的固体燃料超燃冲压发动机以其反应速度快，结构

2、相对简单，易于储存运输等优势，使其在高超声速推进技术中有着广阔的研究前景。本文涉及到的固体燃料超燃冲压发动机有两种构型，一种是固体燃料超燃冲压发动机燃烧室的理论构型，另一种为固体火箭超燃冲压发动机燃烧室的理论构型。为了研究其发动机燃烧室的工作特性及内部的流场情况，本文对第一种构型进行了固体燃料退移后的建模计算，分析了固体燃料退移后燃烧室内的流场情况，燃烧室轴线位置出现激波串，且由于退移的发生，燃烧室扩张段热解后的燃气与空气掺混更加充分，并通过模拟计算得出的参数求得此时燃烧室的燃烧效率为69.9%。对第二种构型通过添加镁粉作为固体燃料的方式进行了数值模拟，并

3、分析了其工作状态和流场情况，得到此种状态下的燃烧室由于镁粉的参与，最高温度可达3861K，比冲为2219s。然后又对这一构型通过改变燃烧室空气入口和燃气入口参数的方式，对其工作过程进行了稳态模拟，通过分析比较不同工况下燃烧室内的流场特性，得出燃气入口总压的变化更容易影响燃烧室的推力及比冲。关键词：固体燃料超燃冲压发动机；数值模拟；燃烧室；流场分析I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractWiththeinnovationoftheglobalaerospacetechnology,humanshaveendlesspursuitforthespeedof

4、theaircraft,Fromsubsonictosupersonicandhypersonic,everystageofthecrossisrevolutionofhumantechnology.Hypersonicaircraftisusingascramjet,whichistheengineofhigherthrust-weightratio.oneofthesolidfuelscramjetwithitsresponsespeed,relativelysimplestructure,easytostoretransportadvantages,

5、andithasabroadprospectofresearchinthehypersonicpropulsiontechnology.Thispaperinvolvesthesolidfuelscramjethastwokindsofconfigurations,oneisthebasictheoryofsolidfuelscramjetcombustorconfiguration,theotherisatheoryofsolidrocketscramjetcombustorconfiguration.Inthispaper,thefirstconfig

6、urationofsolidfuelaftermovingbackhadbeenmathematicalmodelingandcomputation，tostudytheperformanceoftheenginecombustionchamberandtheinternalflowfield.Afteranalyzedthesolidfuelmovedbackflowfieldinthecombustor.Combustorappearedashocktrainattheaxis,andbecauseofthesolidfuelmovingback,Th

7、emixingofpyrolysisgasandairismorefullyattheexpansionofcombustor,Thecombustionefficiencyis69.9%bycalculatingthesimulationparameters.Thesecondconfigurationofsolidfueladdingmagnesiumpowderhadbeenmathematicalmodelingandcomputation.anditsworkingstatusandflowfieldwereanalyzed,becauseofm

8、agnesiumpowder,thehighesttemperat