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《中国人民解放军国防科学技术大学》 2003年
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高性能、大压缩比化学激光器压力恢复系统研究

徐万武  
【摘要】: 压力恢复系统(PRS)是高能化学激光器的关键技术之一。本文以高性能、大压缩比化学激光器压力恢复系统为研究内容,通过大量的理论分析、数值模拟和实验研究工作,全面深入地开展了PRS系统各个子系统的研究工作,取得了许多重要的成果。 首先,介绍了国际上高能化学激光武器及其压力恢复系统的最新研究状况和发展趋势,对高性能、大压缩比PRS系统设计提出了要求。接着,推导了超声速引射器各种一维理论模型,并应用一维理论公式分析、比较了各种超声速引射器的性能及其变化规律,全面探讨了各设计参数对超声速引射器性能的影响,得到了高性能、大压缩比引射器系统应该采用小引射系数、高引射马赫数、燃气引射、优化超声速引射器设计方案的结论。随后,应用计算流体力学方法数值模拟求解了零二次流环型超声速引射器流场和有二次流存在时的超声速引射器流场,探讨了不同工作状态下超声速环型引射器的流场机理,研究了各种设计参数对环型超声速引射器启动特性和引射能力的影响。接着,开展了超声速环型引射器启动特性的实验研究工作,在大量小尺寸引射器空气引射启动实验、全尺寸引射器空气引射启动实验和燃气引射启动实验的基础上,得到了高工况、高引射马赫数下超声速环型引射器启动特性的变化规律,建立了超声速环型引射器启动特性的理论模型,提出了燃气引射条件下超声速引射器启动工况的综合参数;期间,研制出了PRS系统的关键子系统:燃气发生器,得到了点火可靠、燃烧效率高、可多次重复使用、工作稳定可靠、使用方便、耗费低的高性能燃气发生器系统。随后,开展了单级引射PRS系统与DF化学激光器的联试研究工作,通过大量的联试实验,研究了激光器配方、引射器引射能力、联试时序和扩压器方案等等,对扩压器和光腔的启动特性、光腔压强和出光功率的影响,得出了光腔压强过低、单级引射PRS系统无法满足其压缩比要求,需考虑采用两级引射PRS系统的结论。随即在单级引射系统研究成果的基础上开展了两级引射PRS系统的研究工作,首先采用了“亚-超”方案的两级引射系统,在大量的启动实验、与激光器 国防科学技术大学研究生院学位论文 巴竺巴巴巴二二巴二巴巴巴竺竺竺竺 联试实验的基础上,对两级引射系统作了重大改进,设计出了先进的“超一超”方 案两级引射PRS系统,该系统与DF化学激光器联试时,激光器的光腔压强和出 光功率达到了接真空罐时的水平,高性能、大压缩比压力恢复系统的研究取得了 巨大成功。最后,针对单模块PRS系统向多模块PRS系统移植时遇到的多模块 扩压器的扩压分流问题,应用数值方法探讨了超声速扩压分流弯曲管道的优化设 计问题,得到了较优化的多模块扩压器设计方案。
【学位授予单位】:中国人民解放军国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 闫宝珠;袁圣付;陆启生;;直排型DF/HF化学激光器双喷管模型启动特性[J];强激光与粒子束;2008年10期
2 邹建军;周进;徐万武;王振国;;大压缩比两级燃气引射系统参数匹配试验研究[J];强激光与粒子束;2008年10期
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1 郝树青;贯通式潜孔锤反循环取心(取样)钻进孔底流场模拟与实验研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈健;多喷嘴超声速引射器数值仿真与试验研究[D];国防科学技术大学;2006年
2 殷浪华;铸造砂柜的传热性能研究[D];江苏科技大学;2012年
【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 袁圣付;连续波DF/HF化学激光器新型增益发生器的理论设计[D];国防科学技术大学;2002年
【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 靳冬欢;刘文广;;两种不同的收缩段线型对主喷管流场的影响[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年
7 杨玟;王丽丽;张树道;;Richtmyer-Meshkov不稳定性引起湍流混合的模型研究[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
8 吕治国;李国君;罗义成;姜华;赵荣娟;;利用EXCEL进行激波管性能计算[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2010年
9 郝树青;黄宏伟;;基于风险理论的长大隧道火灾安全疏散数值模拟[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
10 覃昕慧;徐玲君;李国栋;陈刚;;溢洪道掺气坎二相流数值模拟[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
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9 吴波;渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D];中南大学;2010年
10 葛俊旭;兆瓦级垂直轴风力发电机组的关键技术研究[D];浙江大学;2010年
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1 郭强;水下超声速准二维垂直气体射流研究[D];浙江理工大学;2010年
2 王黎黎;旋风除尘器内部流场实验和数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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10 单春霞;复合晶体的热特性及实验研究[D];山东师范大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖达雄;任泽斌;余永生;杨永;;等压混合引射器设计与实验研究[J];强激光与粒子束;2006年05期
2 吴继平;陈健;王振国;;带二次流的多喷管超声速引射器性能实验研究[J];强激光与粒子束;2007年09期
3 闫宝珠;袁圣付;陆启生;李兰;;直排型DF/HF化学激光器气流通道模型实验研究[J];强激光与粒子束;2008年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 徐国华;招启军;王海;;计算流体力学在直升机旋翼流场模拟中的应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金良安;多级喷射器特性及工程应用基础研究[D];大连理工大学;2000年
2 仲海卫;基于神经网络的液压泵故障诊断专家系统[D];昆明理工大学;2002年
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5 钱奕龙;PDC钻头水力学研究[D];西南石油学院;2002年
6 吴迪宏;射流喷嘴性能影响因素的分析与评价[D];天津科技大学;2003年
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【二级引证文献】
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1 闫宝珠;袁圣付;陆启生;华卫红;;直排型连续波DF/HF化学激光器气流通道模型中氮作引射气的相变问题[J];强激光与粒子束;2010年01期
2 郭小帆;杨晓慧;何德胜;李广武;;一种固体火箭发动机喷管摆动冷流缩比试验方法[J];中国测试;2013年05期
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4 徐国忠;;我国深部找矿钻探技术探讨[J];西部探矿工程;2012年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郝树青;黄宏伟;;基于风险理论的长大隧道火灾安全疏散数值模拟[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 范黎明;贯通式潜孔锤钻头反循环机理研究及结构优化[D];吉林大学;2011年
3 李海涛;火箭发动机推力矢量测量理论、方法与自动测试技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
4 吴继平;高增压比多喷管超声速引射器设计理论、方法与实验研究[D];国防科学技术大学;2007年
5 朱丽红;油气勘探风动潜孔锤反循环钻井系统流体动力学参数研究[D];吉林大学;2010年
6 闫宝珠;基区引射式连续波DF/HF化学激光器研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 王建军;植物胶泡沫钻井液在裂隙岩溶地层中的应用研究[D];中南大学;2012年
8 黄勇;潜孔锤反循环钻进孔底气固两相流场数值模拟及试验研究[D];吉林大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 邓柏松;适应深孔条件的孕镶金刚石钻头研究[D];中国地质大学;2011年
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3 吕辉强;二维超声速空气引射器理论与实验研究[D];国防科学技术大学;2008年
4 刘泽军;蒸汽引射系统凝结流动过程数值研究[D];国防科学技术大学;2009年
5 于航;复杂条件下贯通式潜孔锤钻头优化及试验研究[D];吉林大学;2013年
6 刘菲菲;真空条件下含氢混合气氧化脱氢的实验研究[D];大连理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 桑凤亭,顾成洲,庄琦,谢行滨,袁启年,黄瑞平,张存浩;燃烧驱动连续波氟化氢(氘)化学激光器——三维列阵小孔喷管研究[J];强激光与粒子束;1991年03期
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