引射器喉部面积比对脉冲爆震发动机性能的影响

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1、2011t■37■■2■vol37No2Apr∞”引射器喉部面积比对脉冲爆震发动机性能的影响何立明．曾昊．罗俊，张建邦空军工程大学工程学院，西安710038日女目{1959)，舅．教授，博士生导师，研A方向*、机推进$统气动热力4论与I《。1引言摘妻：“鲺气9氧in}#∞倒，$月教值1f算方女，通过对∞装敉敛扩张型H射#*#■镕震发动机t能进行#t槿m+簌*Tf目目射#《都Ⅲ袒}匕对镕#爆譬发女机性能∞影响m律。”算结幕＆∞日虻#喉部i％m越1jI目．4t增镕m越^{目“*z＆№$却H自袒m自减十m#m关键月：脉冲爆震发动机；引射嚣；喉部面积比；数值横

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4、19lne．qecbcm侧amaraIi。：num唧lslmula_On引射器是】种_l骨推装置，用主流来引射2次流使得质量流量得以显著增大，从而产生比单一主流更太的推力”】。研究表明．稳志引射器性能的提高主要依靠黏性剪切层的混台寅现主、狄流间的能量传递，而非稳态引射器主、次流州的能量传输，部分依靠更有效的本质无黏的流动夹带机制完成岬】。脉冲爆震发动机是1种典型的非稳志动力装置．为了提高其性能，加装引射器不失为1种行之有教的增推技术方案。本文采用数值计算方法通过对使用化学恰当比的氧气一氧气混合气的脉冲爆震发动机安装

5、收敛扩张捌引射器进行的包括推力，冲量和质量流率等性能计算，分析了引射器喉部面积比对脉冲爆震发动机性能的影响，为弥冲爆震发动机增推设计中引射器的选择提供依据。2计算方法与物理撞型21数学模型与计算方法本文采用FLUENT软件进行数值模拟．其中燃烧模型选用通用有限速度模型。该模型基于组分质量分数输运方程的解．采用所定义的化学反应机糊．对2011∈■37■■2日vol洲o2Apr201化学腹啦进{r馊_

6、!=I反胞速率以源琐的膨武⋯刖舟91分输运方程巾．湍流模型选崩s叫Ian—A

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9、动，目前已鲐h￡币出租＆f的效果⋯。脉冲爆雀发功机起爆的数{

10、lc楼拟秉川：；能九接起堞术产‘#堞震．忽略uDT址榉⋯jI岛能睛坤Knq设咒埘计算的收敛打很人影响．址高的温幢和⋯』】会引起fI箅的发散，町温度过低911小能^燃-4爆仳合物。根据多次试驻结粜，取爪，J为2MPa．温度为2“m刚罗平等人对俄算法的lI确件进行丁啦hI“。22计算域与网格划分本文研究堞震发动机陀能地cjl射器啦部向口蛐，l的变化_毪势m．引射器喉部+o爆崔管{⋯1m什齐、r引射器啦部阿8}比是指01射擗喉部衙积。o堞堪背横械面积的比f『{考虑3种情况：收口’"rjl射器啭匍m

11、】积比分别为5．10、20将引日t器的^¨年¨出』『包含n】个较大的外*L场Ⅸ域巾，行】内推荫。法求i∽I射器^¨和出¨的边界条件外流场的边界条什没为压力远场，马赫数为0l。所有擘面都按月a绝热无滑移处殚。爆震管加裴引射器后的网格划升如阿1所求(为r显币方便，未将外“L场区域艟示出业)-．一_{鼍{a)《∞目#l№*5fbJ％4imm∞】ofr)№∞i口M*20目1爆震管力口装T月喉部面g}匕的收扩■H射器月格0计算结果与分析爆震波在不同喉部面积比的收扩刊引射器t11传播的压力等恤线如图2所示逦逐嘲矍妻寰——氙：～——百烹■～一”===‘～菱嘲圆丑玛两

12、鹭固圆ftj％∞mjⅢI{匕*2(】目2爆li在T目喉部面积＆的收r型引射器中传播的Ⅱ力等值线加装币l叫喉部lm秘比收F型引射器的爆罐发动机的推力和冲量变化曲线如图3～5所小每幅推力阿挪给出r1个爆震循环过书ttf-爆震臀产生的推山引射器擘面产生的推力和总推力；每幅冲址俐也都给出了爆震管枉I十爆窿循环过程中产生的冲情、引射器壁

13、fli产生的冲量和总ph量。每一时到的推力鄙湎过zt喷

14、fIi上的瞬叫小山积分求私；冲甙uf遥一』F工℃计算得到，刊△p(岫f¨J0式-{-：^为懈楗管推力壁面积或引射器壁面面积目3喉∞面m＆*5的啦r引射器推力目冲■∞№#口自

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