沖壓發(fā)動機流場及輻射特性數(shù)值模擬.pdf

1、沖壓發(fā)動機有著體積小、速度快及工作范圍廣等特點,是臨近空間高超聲速飛行的首選動力裝置，在軍事、航天領域的應用前景非常廣闊。目前各國的主要研究力量放在解決燃燒室及噴管的燃燒組織、流動控制和熱防護等沖壓發(fā)動機技術發(fā)展的瓶頸問題上，而關于其燃燒室內輻射換熱及噴焰紅外輻射信號特征研究工作尚不多見。但著眼于沖壓發(fā)動機熱防護及其未來的紅外探測和隱身設計問題，對燃燒室及噴焰流場輻射特性進行研究是必要的。
　　本文基于 Fluent軟件對 Bil

2、lig型沖壓發(fā)動機流場進行了系統(tǒng)的模擬研究，考慮了多步化學反應、湍流及顆粒相的影響；基于流場計算結果，開展了沖壓發(fā)動機燃燒室壁面輻射熱流及噴焰紅外輻射特性建模與計算研究，獲得了不同工況下 Billig型沖壓發(fā)動機燃燒室壁面輻射熱流分布及尾噴焰紅外輻射空間和光譜分布特性數(shù)據(jù)。論文主要工作包括：
　　(1) Billig型沖壓發(fā)動機燃燒室流場及輻射傳熱特性模擬
　　在考慮燃燒多步化學反應機理的基礎上，數(shù)值模擬獲得了燃燒室流場，對

3、比表明計算結果與實驗數(shù)據(jù)基本相符；系統(tǒng)模擬了氫和煤油燃料的 Billig型沖壓發(fā)動機燃燒室流場，比較了不同當量比條件下的流場特征。采用合并寬窄譜帶 K分布模型結合離散坐標法，對燃燒室流場輻射傳輸特性進行模擬，獲得了不同工況下壁面輻射熱流分布特性。
　　(2) Billig型沖壓發(fā)動機噴管及尾焰流場及紅外特性模擬
　　考慮尾焰內燃氣的復燃過程，對噴管與尾焰流場進行了整體模擬，獲得了以氫和煤油為燃料的 Billig型沖壓發(fā)動機不