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《南京航空航天大学》 2012年
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吸气式脉冲爆震发动机进气道的流动特性研究

温玉芬  
【摘要】:进气道是吸气式脉冲爆震发动机的关键气动部件之一,它的正常、高效工作对爆震发动机至关重要。由于燃烧室内的爆震高压会向上游传播,并与进气道内流形成非定常耦合干扰,其流动机理非常复杂。因此,有必要对典型进气道在爆震高压作用下的流动特性进行深入研究,掌握相关流动机理,分析其在爆震发动机上的适用性,并探索相应的改进设计方法。 本文首先对超声速进气道与无阀式爆震发动机燃烧室的耦合流场进行了非定常仿真研究,获得了该类进气道在爆震压力波及其反射波作用下的瞬态流动结构,并对比分析了不同耦合方式之间的差异。而后,对现有的某气动阀式爆震发动机亚声速进气道进行了仿真和实验研究,获得了进气道在冷流和点火条件下的流场结构和工作特性,并分析了不同爆震波振幅和频率、不同进气道布局形式对进气道内流动特性的影响。结果表明,现有的气动阀结构无法起到有效的高压隔离作用,爆震波扰动会向上游传播,并迅速越过气动阀,进而在进气道进口形成整体高速倒流,该倒流随着爆震波振幅的增加而增强,而随着爆震波频率的增加则呈先减弱后增强的趋势。最后,针对目前无阀式和气动阀式爆震发动机进气系统尚不能有效抑制爆震高压前传的缺点,本文设计了一种新型的单管旋转阀式双涵道脉冲爆震发动机,并对其进气系统开展了初步的仿真研究,结果表明该类进气道基本可以满足发动机的流量捕获要求,且与现有的多管旋转阀式爆震发动机相比,其结构简单,工作可靠,可避免多管耦合干扰等问题。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:V211.48

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