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脉冲爆震发动机(PDE)是一种新概念、高性能的推进装置,目前已受到我国国防部门的高度重视。爆燃爆震转捩(DDT)技术是研制脉冲爆震发动机的关键技术问题。本文通过对爆震波的数值模拟,对爆震波的参数、结构、传播机理和产生条件等对象进行了基础性的研究。 首先,在欧拉坐标系中建立了能够计算两种气体共存情况下的一维、非定常、可压流体数学模型,并以此为基础开发了CULDESH程序,用以模拟稳态爆震波的参数变化;其次,在拉格朗日质量坐标系下,建立了计算爆燃爆震转捩问题的一维、非定常、可压的化学反应流动模型,并开发了计算程序—CULDDT,用以研究不同工作状况对转捩问题的影响;最后,根据数值模拟的结果和分析结论,对实验系统提出了几条改进意见。 本文通过数值模拟,主要取得了以下几方面创新成果: (1)运用解析法对程序CULDESH进行了验证,并成功模拟了有两种气体共 存时的激波问题和爆震波问题。实践证明利用此方法,可以快速、准确 地预测激波、爆震波前后气体各个参数的变化。 (2)通过与气液两相脉冲爆震发动机实验结果的比较,验证了程序CULDDT 的可靠性和正确性。 (3)利用程序CULDDT,成功地对DDT问题进行了计算,经过比较分析,有 效的确定出了影响DDT距离的几个重要因素。 (4)经过对DDT问题的数值模拟结果分析和研究,提出了几条改进实验系统 的建议。