超音速燃烧冲压发动机燃烧室数值模拟

发布时间：2017-05-26 13:03

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【摘要】： 本文采用隐式格式强耦合求解有限体积法离散的考虑化学反应的广义一维Euler方程，数值模拟氢或碳氢燃料超燃冲压发动机燃烧室的化学反应流场。 计算中通量项采用AUSM+通量分裂格式，氢反应流场采用氢/空气的七组元八方程模型和七组元七方程模型，碳氢反应流场采用甲烷的九组元五方程模型、乙烯的十组元十方程模型和煤油的十组元十三方程模型，得出了超燃发动机燃烧室流场的速度、马赫数、压力、静温、总温和组元质量分数分布及燃烧效率等性能参数，，其中氢和甲烷的计算压力分布与实验结果进行了比较。
【关键词】：广义一维Eulcr方程 超燃冲压发动机燃烧室 化学反应 化学动力学模型
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：V231.2
【目录】：

• 符号表6-9
• 摘要9-11
• 第一章 前言11-16
• 1.1 超燃冲压发动机的研究背景及意义11-13
• 1.2 超燃冲压发动机的数值研究手段及开展一维模拟的必要性13-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 第二章 理论模型16-24
• 2.1 流动控制方程16-18
• 2.1.1 求解化学非平衡问题的耦合和非耦合方法16
• 2.1.2 有量纲守恒型方程16-18
• 2.1.3 无量纲守恒型方程18
• 2.2 化学动力学模型18-22
• 2.2.1 化学反应方程式18-19
• 2.2.2 正逆反应速率常数的求解19-20
• 2.2.3 化学反应源项的计算20-21
• 2.2.4 当量比和燃烧效率的计算21-22
• 2.2.5 第三体效率系数22
• 2.3 物理量的求解22-24
• 第三章 数值算法及其验证24-34
• 3.1 方程的离散和数值通量格式24-27
• 3.1.1 方程的离散24
• 3.1.2 数值通量格式AUSM+24-26
• 3.1.3 MUSCL插值和限制器26-27
• 3.2 方程刚性问题的处理27-29
• 3.2.1 隐式格式27-29
• 3.2.2 D=((?)S)/((?)Q)的求解29
• 3.3 网格的生成和边界条件的处理29-30
• 3.3.1 网格的生成29
• 3.3.2 边界条件的处理29-30
• 3.4 计算程序的验证30-32
• 附图 验证程序的计算结果32-34
• 第四章 双模态超燃冲压发动机燃烧室内流场的一维数值模拟34-43
• 4.1 双模态超燃冲压发动机34
• 4.2 一维数值模拟及与实验结果的比较34-38
• 附图 计算结果38-43
• 第五章 碳氢燃料超燃发动机燃烧室内流场的一维数值模拟43-58
• 5.1 逆反应速率常数的求解和化学动力学模型43-45
• 5.2 计算结果与分析45-48
• 附图 计算结果48-58
• 第六章 工作回顾与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 附图 燃烧室外形65-66
• 附录A 控制方程的系数矩阵及其分裂形式和非平衡偏导数66-69
• 附录B 论文中使用的化学动力学模型的有关数据69-71
• 附录C 定压比热、焓和熵表达式中的系数71-72

【引证文献】

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本文编号：396886