燃料喷射位置对凹槽火焰稳定特性的影响

采用混合分数平衡化学模型,燃烧与紊流相互作用的PDF模型和离散液滴模型,研究了不同位置喷射燃料对双模态冲压发动机燃烧室中煤油超声速燃烧凹槽火焰稳定特性的影响。结果表明,凹槽内均出现燃料和空气的混气,以及燃烧产生的高温区,可以达到稳定火焰,增强燃烧的目的;从凹槽局部参数以及燃烧室壁面静压的分布来看,凹槽上游0位置喷射燃料,更有利于燃料与空气的混合、燃烧,并且燃烧室总压损失较小,是最佳的喷射方式。验证了我们在实验研究中的所采取的设计方案。同时,有关煤油超声速燃烧的研究可以通过数值实验,并对实验测量起到指导作用,从而减少风洞实验次数。

三分支管3维湍流流场的模拟研究

本文在网络生成、边界条件、收敛准则等方面对ＫＩＶＡ程序进行了改进，以便模拟三分支管内气体流动；利用３维粒子动态分析仪（３Ｄ－ＰＤＡ）测量了矩形截面三分支管试验件的３维速度场，以验证改进后的程序软件的可靠性；最后，以某一型号发动机的ＭＰＣ排气系统为例，在只有支管进气和支管总管都进气两种情况下，模拟了ＭＰＣ模件三分支管的３维定常湍流流动。由此揭示了ＭＰＣ模件三分支管３维湍流的流动特性，并分析了引起其排气能量传递损失的主要因素。

双模态超音速燃烧室的实验研究

本文设计了由等截面段、扩张段和等截面段构成的超音速燃烧室，并进行了燃烧实验。用一维计算分析实验结果，表明由等截面段、扩张段和等截面段构成的超音速燃烧室，通过一定的喷油方式，能按飞行状态可分别实现超音速燃烧和亚音速燃烧，从而达到把超燃冲压发动机的工作范围下限扩大到飞行马赫数为３。

MPC模块三维分块贴体网格的耦合生成

采用分块耦合技术生成了ＭＰＣ模块多分支联接的三维非正交贴体网格，为进行流场计算作了必要的准备．所介绍的网格生成方法保证了在分块生成网格时穿过分界面的网格线是光滑连续的，并且可通过边界面上网格疏密或者规定边界面上网格线之间的夹角来控制内部区域的网格疏密．

摆盘发动机主要结构参数多目标优化数学模型的研究

通过分析鱼雷摆盘发动机主要结构参数对发动机性能的影响，提出了摆盘发动机主要结构参数多目标优化的一种数学模型，并用来进行某一型号摆盘发动机的主要结构参数设计。

超音速燃烧二元流场的数值模拟

由二元超音速燃烧流场垂直喷射Ｈ＿２的数值模拟计算，描述了缝隙喷嘴附近氢气与空气的混合和燃烧过程。使用两步化学反应、ＭａｃＣｏｒｍａｒｋ显式时间分裂法和Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ修正的代数湍流模型，计算超音速燃烧流场，得出了流线、静压、静温、Ｈ＿２和Ｈ＿２Ｏ浓度等值线图，反映了缝隙喷嘴附近回流区的大小、自动着火点的位置及火焰向主流的传播现象。

圆柱管多分支联接三维分块贴体网格的耦合生成

利用分块耦合技术生成了两圆柱管成任意角度、管径不相等的三分支联接的三维贴体网格。所介绍的网格生成方法在分块生成网格时能保证穿过分界面上的网格线是光滑连续的。此外，用该方法生成网格时可通过边界上网格的疏密或者规定边界上网格线之间的夹角来控制内部区域的网格疏密。

超音速燃烧的喷嘴模型研究

在综合现有的强化混合技术基础上，提出了一种新的喷嘴模型——低角度分级喷嘴模型，并设计了缩尺寸燃烧室。通过燃烧室入口马赫数为２的氢燃烧超音速燃烧实验，获得了超音速燃烧室中壁压沿轴向的变化规律，证明了低角度分级喷嘴模型燃烧室比目前公认的后掠斜坡喷嘴模型燃烧室有更高的燃烧效率。分析认为可通过优化燃烧室设计来降低低角度分级喷嘴模型燃烧室的总压损失。并且，由１维计算还可知道，对超音速燃烧室，随着当量比φ（φ≤１）的增加，燃烧效率减小，总压损失增加，燃烧室出口马赫数减小。

氢燃料超音速燃烧带有限率化学反应的一维计算

本文阐述了一种带有限率化学反应，考虑了比热随温度、成份变化的氢燃料超音速燃烧的一维计算方法，其便于对超音速燃烧室进行性能评估或初步设计。最后，用实验数据对该方法的有效性进行了验证。

液体煤油超声速燃烧的三维数值分析

利用计算流体力学软件对煤油在双模态超声速燃烧室内的超声速喷雾燃烧进行数值模拟.采用离散液滴模型、概率密度函数紊流扩散燃烧模型和紊流k-ω模型,在飞行马赫数为5、煤油与空气的当量比为0.551时的超声速燃烧进行了计算.计算得到的壁面静压分布与实验数据十分接近;总压力损失系数是0.70,小于实验测量值0.707;分析数值结果可知,支板喷油和凹槽火焰稳定器提高了混合和燃烧效率,燃烧室出口燃烧效率达0.62,接近实验得到的燃烧效率0.696.

MPC模块三分支联接湍流流场的数值模拟

用任意拉格朗日－欧拉（ＡＬＥ）法模拟了ＭＰＣ模块的二维定常可压缩湍流流场．以某一型号发动机的ＭＰＣ排气系统为例，对仅支管进气及支管总管都进气两种情况获得了速度场和压力场，揭示了ＭＰＣ模块三分支联接湍流流动特性，也为用ＡＬＥ法模拟ＭＰＣ模块三维流场奠定了基础．

电机控制器的热效应模拟研究

电机控制器本身主要由多个电子元器件构成。在一个封闭空间里,长时间的航行导致各个电子元器件散发的热量堆积,空间温度升高,影响各电子设备的工作有效性,有可能导致电机失效。对某型号电动力水下航行器的电机控制器进行热分析,以验证其工作的有效性,通过模拟不同航速下航行器的运行情况并进行热分析,确保了电机控制器工作的可靠性。

基于FLUENT的泵喷射推进器内流场仿真

在分析泵喷射推进器的基础上,建立了其数值仿真的物理模型和数学模型,确定了求解的边界条件,利用CFD软件FLUENT对泵喷射推进器的内流场进行了数值仿真.获得了泵喷射推进器转子叶片和定子叶片上的速度分布及其表面压力分布,并由此计算了泵喷射推进器的效率和所产生的推力,为泵喷射推进器的设计及其优化打下了基础.

液体射流在强化超音速燃烧中的应用

研究了在燃烧室入口马赫数为２的超音速燃烧中，液体射流所产生的振荡激波对强化超音速燃烧的作用。经过一维分析，证明了在离燃料喷嘴适当位置上喷射液体，所产生的振荡激波能强化超音速燃烧，提高燃烧效率。并且还发现液体射流位置与燃料射流位置越近。

超音速气流中横喷氢气自动着火与燃烧非定常过程的实验研究

进行了Ｍ＝２超音速流中横喷氢的自动着火及燃烧非定常过程实验研究，用高速纹影摄影、壁面动态和静态压力测量仪及壁温热电偶等进行了测量。得到了喷嘴后回流区壁压随时间的变化规律，以及壁压和壁面秒温升沿轴线的变化趋势。获得了来流空气总温和喷氢量对自动着火过程的影响。

激光法在测量矩形截面三分支管湍流流场中的应用

利用三维粒子动态分析仪（３Ｄ－ ＰＤＡ） 测得了矩形截面三分支联接的三维速度分布。在测量中，经过理论分析与对比试验，选择了蚊香烟雾作为散射粒子。实验结果揭示了三分支管的一些流动特性。

用ALE法数值模拟MPC排气系统的三维流动

用任意拉格朗日──欧拉（ＡＬＥ）法模拟ＭＰＣ模件三分支联接的流动，解决了三分支联接区域的三维贴体网格生成问题。利用激光多普勒测速仪测量了矩形截面三分支联接实验件的三维速度场，验证了所编程序的可靠性。以某型发动机的ＭＰＣ排气系统为例，数值模拟了ＭＰＣ模件三分支联接的三维定常湍流流场，从获得的流动特性分析了引起排气能量传递损失的主要因素。

应用三维粒子动态分析仪测量三分支联接流场

应用三维粒子动态分析仪 (3D PDA)测得了矩形截面三分支联接的三维速度分布。在测量中 ,经过理论分析与对比试验 ,选择了蚊香烟雾作为散射粒子。实验结果表明 ,在只有支管进气的情况下 ,在总管的封闭端和支管下游总管壁面处产生了回流 ;以及气流从支管进入总管后由于截面扩张在总管横截面上所诱发的二次流 ,并且二次流现象只发生在支管下游附近的总管横截面上。

复杂几何区域三维分块贴体网格的耦合生成

采用分块耦合技术生成了具有复杂几何形状的MIL模块的三维非正交贴体网格，为进行流场计算作了必要的准备。所介绍的网格生成方法保证了在分块生成网格时穿过分界面的网格线是光滑连续的，并且可通过边界面上同格疏密或者规定边界面上网格线之间的夹角来控制内部区域的网格疏密。

转阀配气机构热力耦合分析

对热动力水下航行器转阀配气机构温度场和应力场进行三维有限元仿真,在仿真中进行阀体与阀座之间的接触分析。根据仿真结果,提出改进阀座强度的措施,为转阀配气机构的优化设计打下基础。