【摘 要】
：
高超声速进气道的裂解燃料提前喷注一方面可以显著增加燃料的有效掺混长度，另一方面也可以实现对进气道激波和流场的控制.本文以替代燃料C12H24为喷注气体，采用数值工具模拟高超声速二元进气道在飞行高度为26km时的工作状态，开展了马赫5设计状态无燃料喷注和马赫6超设计状态带燃料喷注的两类流场分析，重点研究燃料对波系的控制和燃料的自身掺混.通过调节五喷嘴的燃料喷注压力发现，按照马赫5设计的高超声速进气道
【机 构】
：
厦门大学航空航天学院,福建厦门361005
论文部分内容阅读
高超声速进气道的裂解燃料提前喷注一方面可以显著增加燃料的有效掺混长度，另一方面也可以实现对进气道激波和流场的控制.本文以替代燃料C12H24为喷注气体，采用数值工具模拟高超声速二元进气道在飞行高度为26km时的工作状态，开展了马赫5设计状态无燃料喷注和马赫6超设计状态带燃料喷注的两类流场分析，重点研究燃料对波系的控制和燃料的自身掺混.通过调节五喷嘴的燃料喷注压力发现，按照马赫5设计的高超声速进气道在马赫6时同样可以实现完全激波贴口，但进气道肩部出现小的分离包，进气道出口马赫数由2.67升高至2.9.
其他文献
以HIFiRE2超燃发动机试验为研究对象，分别对冷流和燃烧工况进行了三维CFD数值模拟。冷流工况采用Menter BSL κ-ω和Menter SST κ-ω湍流模型计算得到的壁面压力差别较大，其中Menter BSL κ-ω与试验结果吻合较好；结合有限速率/涡耗散模型(Finite Rate/Eddy Dissipation Model)，采用不同的湍流模型计算的涡粘性差别很大，严重影响着分离涡
连续旋转爆轰发动机(CRDE)在航空航天推进技术领域有很好的应用价值和发展潜力。真实CRDE中燃料/氧化剂分开喷注，它们的混合过程极为复杂，并会显著影响爆轰特性。近期国际上开展的以RANS为主的非预混研究主要给出流场时均特征，缺乏对真实CRDE中湍流混合等非定常过程及其物理机理的揭示。本文采用大涡模拟方法，对非预混CRDE中燃料和氧化剂的混合过程及其主要机理开展深入研究。
高速飞行器飞行过程具有长时间、大空域、宽速域等特点，气动布局设计需兼顾高空高马赫数到低空低马赫数气动特性，以单一技术指标设计的高超声速飞行器和超声速飞行器难以满足全剖面气动性能要求，这对气动设计提出了严峻的挑战。围绕这一设计难题，本文从现有飞行器气动布局设计存在的问题，以及临近空间飞行任务对气动性能的要求出发，结合超、高超声速飞行器气动特性及流动机理差异，提出了大空域、宽速域可变形飞行器新概念，可
在高超声速飞行和激波风洞试验中，常会遇到强激波流动和高温真实气体效应问题。强激波后气体温度急剧升高，可能依次产生气体分子振动能激发、离解-复合化学反应、甚至电离辐射等物理化学现象，而且这些现象往往处于非平衡变化状态，对流动特征和气动力\热预测产生显著影响。由于问题复杂性，目前尚无成熟理论可用，工程上多采用数值计算和拟合经验公式来处理相关问题，但非平衡效应显著时，传统的实验和计算手段，以及天地换算相
本文采用数值模拟与工程估算耦合算法对乘波飞行器表面热流分布进行估算。依据锥导乘波体设计原则生成乘波构型，并对乘波体前缘进行钝化。依据普朗特边界层理论，将高超声速流场分为边界层外无粘流与边界层内粘性流动；边界层外数值求解欧拉方程获得边界层外缘流场参数，边界层内运用工程估算公式和参考焓等方法获得表面热流分布。结果 表明类乘波体驻点和前缘线区域气动加热严重，需要采取特殊的防护手段。
在超声速流动中，内部流场中气体温度可能很高，以致气体的比热不再是常数而与温度有关；此时的湍流特性如何值得研究。采用直接数值模拟方法(DNS)，在比热非常值的假定下，对不同马赫数的超声速槽道湍流开展了研究。控制方程无粘部分在Steger-Warming矢通量分裂后采用7阶WENO格式离散，粘性部分采用8阶中心差分格式，时间方向推进采用显式的3阶Runge-Kutta方法。分析了变比热超声速槽道湍流的
如何准确可靠求解大型航天器寿命末期从外层空间无控陨落再入过程强气动力热环境致金属桁架结构变形失效解体非线性力学行为，是解决航天器任务完成后末期再入坠毁飞行航迹预报研制关键。本文介绍如何从Boltzmann方程碰撞积分物理分析与模型化研究出发，建立非平衡输运气体动理论统一算法及其与结构热力响应有限元算法耦合模拟技术，在无控陨落航天器再入解体可计算建模研究进展。
基于宏观介质模型的传统理论和经验无法准确预测页岩、致密砂岩等非常规油气资源的流动特性，作为流体流动的基本介质，多孔介质是研究渗流特性的关键因素，因此多孔介质的准确构建和描述对开展后续研究至关重要。本文提出一种基于多点统计(MPS)方法和二维CT扫描图像相耦合的方法，重构岩石三维多孔介质。
首先将水力压裂后的页岩气藏视为多重介质，即基质-微裂缝-人工裂缝三重介质。考虑到基质内的孔隙直径为微纳米尺度，其内部流动具有“微尺度流动”特征，并不符合达西线性流，因此用微流动理论取代传统的达西定律以表征基质渗流。
通过低渗透岩心的渗透率应力敏感测试，明确了岩心应力敏感不可逆特征，实验结果表明采用幂律关系式描述有效应力变化过程中岩心渗透率与有效应力之间的关系要明显好于常用的指数关系式，有效应力增加阶段的应力敏感系数大于减小阶段的应力敏感系数。为了提高低渗透应力敏感地层试井资料解释的准确度，基于幂律形式的渗透率变化式，建立了一种考虑应力敏感不可逆的低渗透气藏压裂水平井3D数值试井模型，采用混合有限元方法对模型进