火焰面模型在超燃冲压发动机数值模拟中的应用

采用k-ω两方程湍流模型,火焰面模型和质量加权平均的Navier-Stokes方程组解耦求解的方法,模拟了DLR氢燃料直连式超燃冲压发动机湍流燃烧流场,并与化学反应源项直接采用Arrhenius公式模拟及实验得到的结果进行对比,可以发现湍流脉动对化学反应的影响不能忽略。

不同燃料燃烧加热对超燃冲压发动机性能影响的分析与评估

为了评估不同燃料燃烧加热的空气污染对超燃冲压发动机性能的影响,重点研究了相同流动匹配条件下四种不同燃料燃烧加热的超燃冲压发动机性能(氢、甲烷、酒精和煤油)。对相同流动匹配条件下,地面模拟飞行Ma=6,高度25km的超燃冲压发动机流道性能采用数值模拟进行了评估,并将之与飞行条件下的发动机性能进行了对比分析。结果表明,不同加热方式对进气道升力和升阻比有显著影响(升力最大差异>8%,升阻比最大差异>6%),对超燃冲压发动机性能也有显著影响,比推最大差异97N·s/kg,燃烧效率最大差异11%。

H_2O污染对超燃冲压发动机燃烧室性能影响的三维数值模拟

为了解来流污染对超燃冲压发动机性能的影响,需要大量的实验和CFD模拟。基于纯净空气和污染空气(H2O)来流下燃烧对比实验,采用较为详细的化学反应动力学模型(13组分33方程),对三个试验条件的燃烧室反应流场进行了三维大规模并行CFD模拟。模拟结果与对比试验测得的壁面压强比较接近,能"分辨"试验气体中H2O的污染影响。模拟结果显示,从燃烧室整体性能看,7.4%H2O和18.3%H2O污染导致燃烧室单位流量的空气对应推力分别下降4.1%和10.7%,而燃烧室燃烧效率分别下降5.5%和9.5%。

超燃冲压发动机内流性能的一维评估

在准一维Eu ler方程的基础上,通过增加反映面积变化、摩擦、添质和化学反应放热的源项,发展了超燃冲压发动机推进流道计算的一维软件,可以在很短的时间内提供发动机的推力和摩擦力,同时给出发动机参数沿轴向的变化和出口值。通过日本国家航空与航天实验室(NAL)的双模态模型氢反应流场计算验证了软件的可靠性后,针对煤油发动机,分析了隔离段和燃烧室扩张角、燃料喷射位置与方式、化学反应放热项的两种不同求解方法、隔离段高度对燃烧室性能的影响,为飞行器设计配备了能稳定激波且性能较好的发动机构型。

湍流燃烧模型对氢燃料超燃室流场模拟的影响

采用化学平衡的假定概率密度函数(PDF)模型和火焰面模型计算了德国宇航研究中心的超燃室反应流,计算结果与有限速率反应模型的和实验的结果进行了对比.使用有限体积法离散Favre平均的N-S方程,湍流模型采用κ-ε模型.研究表明:(1)有限速率反应模型在喷氢孔近场,化学平衡的假定PDF模型在喷氢孔远场不能准确捕捉流场的细致结构,而火焰面模型对全流场预测较好,后两种模型的计算时间较有限速率反应模型节省约38%;(2)超燃室内湍流和燃烧相互作用不可忽略,从预测精度和计算效率来看,火焰面模型有较好的工程应用前景.

超燃发动机燃烧模态判别准则初步研究

为建立超燃发动机燃烧模态定量判别准则,针对马赫数3.0,总温1500K,总压2.1MPa的来流,完成了燃烧模态的实验和数值模拟研究。对比分析了不同当量比条件下燃烧室马赫数分布和隔离段激波结构,确定了燃烧模态判别采用的两个压力测点特征位置,研究了燃油增加过程中特征位置壁面压强比值的动态特性。结果表明,随着当量比的增加,燃烧模态由超燃模态转变为亚燃模态,当量比0.6是超燃模态过渡到亚燃模态的转换点。特征位置压比变化率最大时刻的比值1.5可以作为定量判别燃烧模态的依据,当特征位置壁面压强比值小于1.5时为超燃模态,大于1.5时为亚燃模态。

并行原位自适应建表方法在超燃计算中的应用

分别采用直接积分方法(DI)和并行原位自适应建表方法(ISAT)对二维超声速燃烧室进行了计算,并与试验结果进行了比较。从对比结果可以看出,ISAT方法和DI方法计算的压力和组分分布结果基本一致,壁面压力分布与试验结果相吻合,能够满足计算的精度要求。在本文并行计算环境下,和DI方法相比,在化学反应计算速度上,ISAT方法最低提高了3.34倍,最高达到约40倍。

矩形截面超燃发动机不同燃烧模态下的流场特征

为研究乙烯燃料矩形截面超燃冲压发动机不同燃烧模态下的流动特性,在直连式试验的基础上对冷流和不同当量比的4个状态进行了三维定常数值模拟,比较了试验和计算结果,选择了适用于本构型的模态判别准则,给出了流道内壁面压力、一维平均马赫数的沿程分布规律,分析了各状态下流场中波系结构、流动分离及燃烧的特征。研究结果表明:采用AHL3D对该发动机进行三维计算所得壁面压力与试验壁压吻合良好,试验与计算具有较好的一致性;未注油的冷态情况下流道内形成由多道斜激波与膨胀波组成的反射波系,壁面压力波动较大,波系分布主要受流道结构影响;纯超燃模态时,燃料喷射与主流相互作用使注油位处形成明显激波,压升起点固定在注油位之后,注油位波系对流场结构的影响较大,同时分离结构分布在整个凹槽内;双模态超燃时,流道内主导波系是激波诱导边界层分离形成的斜激波串结构,燃烧室内波系较弱,此时隔离段内激波串前缘后的角区出现分离,凹槽内分离区域减小;双模态亚燃时,随着逆压梯度激波串的前移,隔离段内角区的分离面积不断扩大,凹槽内分离区进一步缩小。发动机处于双模态超燃或双模态亚燃模态时,随着激波串结构的形成与前移,部分燃烧可能在隔离段内完成;而对于纯超燃模态,燃烧仅发生在凹槽与扩张段内,化学反应与高温区的分布相对更集中。

亚燃模态下释热分布对发动机性能的影响

为揭示释热分布对亚燃模态下超燃发动机性能的影响规律,对马赫数2.0,总温1100K,总压1.0MPa的来流,完成了燃烧室直连式实验和数值模拟研究。针对上游释热和下游释热条件,对比了发动机壁面压力分布,分析了内流道一维质量加权马赫数,获得了发动机部件和总体性能数据。结果表明,在总当量比相同情况下,上游释热能够获得更好的发动机性能,没有尾喷管时比下游释热获得的推力高出约18%,但在有尾喷管时只相差2.6%;对于本文构型,燃烧室和尾喷管是发动机推力的主要来源,两种释热分布下,二者产生的推力超过了发动机总推力的90%;但对于更高总当量比,上游释热可能会导致进气道不启动,需要增加下游释热获得更高的发动机性能。

煤油简化动力学和ISAT在超燃计算中的应用

利用基于"准稳态"方法建立的模型简化软件包SPARCK,从建立的详细模型出发得到了一个包含22组分18步总包反应的煤油简化动力学模型.简化模型计算得到的点火延迟时间与文献计算结果和实验结果相一致,验证了模型的有效性.采用简化模型和当地自适应建表(ISAT)方法,对超燃冲压发动机进行了二维并行数值模拟,计算得到的壁面压力分布与试验结果吻合较好,表明简化模型能够很好地用来模拟煤油燃料超燃发动机内部的复杂燃烧过程.在并行计算环境下,和直接积分方法相比,该方法将化学反应项的计算速度提高了3.73倍,大大提高了计算效率.

如何做好3G营销大文章?

在3G网络覆盖日趋全面、终端类型越来越丰富的今天,该是培养消费者对3G业务的兴趣热情、加快3G业务应用拓展、开始向3G要效益的时候了。群雄逐鹿,谁将笑傲3G市场,其中最重要也是最关键的一环,自然是营销。那么如何才能做好3G营销这篇大文章?如何克服种种困难走出一条差异化的营销之路?许多问题应运而生。

热力学非平衡对超燃冲压发动机冷态流动影响研究

随着流动马赫数和温度的变化,热力学非平衡对流动的影响也在变化。为研究热力学非平衡对不同飞行马赫数下的超燃冲压发动机冷态流动的影响,对三个经典的超燃冲压发动机模型,包括JAXA M12-02超燃冲压发动机、DLR超燃冲压发动机以及Hyshot II超燃冲压发动机进行数值模拟。针对每个超燃冲压发动机,分别采用三种热力学模型进行模拟,包括量热完全气体模型(对应冻结流动),单温度模型(对应热力学平衡流动)以及双温度模型(对应热力学非平衡流动)。计算结果表明,热力学模型对超燃冲压发动机内流波系结构的位置有一定影响:从整体上来说,双温度模型计算所得波系位置比量热完全气体模型计算结果靠后,比单温度模型计算结果靠前;不同热力学模型计算所得波系位置在发动机前段相对较为接近,而随着向下游发展,波系位置的差别逐渐增大,这是上游每一道波系位置的差别逐渐累积的结果。在发动机前段,双温度模型计算所得波系位置更接近于量热完全气体模型计算结果。通过分析不同热力学模型计算所得激波角可以对此进行解释。而就本文涉及的三个小尺寸超燃冲压发动机而言,热力学模型对气动力和力矩的影响相对较小。不同热力学模型计算所得气动力和力矩的差别主要来源于计算所得激波串位置的差别。

3G初期,运营商如何作为?

继中国移动G3、中国电信天翼之后．中国联通WCDMA制式的3G网络目前也已经揭开神秘面纱．并开始试商用，大家期待的中国3G时代已然到来。其中各家运营商在3G时代将如何作为更引起了业界的广泛关注。

晋丰煤化工35T硫化床锅炉本体安装施工方法

对35T硫化床锅炉的性能、特点及运行情况进行了分析,通过土建基础的预埋件、设备单件的校正及安装全过程的阐述,解决了流化床锅炉安装技术问题,得到了安装质量的保证,试运行一次成功,提高了工期。

飞行Ma12条件超燃发动机流场及燃烧特征分析

为提升针对高马赫数发动机的模拟能力,对计算方法进行了可压缩性修正,并针对飞行Ma12条件下超燃冲压发动机进行了多状态三维数值模拟,分析了发动机内波系、参数以及燃烧性能特征.研究结果表明:(1)修正后的方法计算所得激波位置及强度与试验值吻合,在激波串模拟、高马赫数发动机模拟上均展现了更优的能力.(2)发动机内形成激波与反射波系,燃烧并未改变波系贯穿流道的基本结构,且随着当量比增加,激波角增大,反射激波数量增多,激波交汇带来的温升与压升有利于燃烧释热,且随着反射激波沿流向减弱,激波导致的壁面热流升高现象逐渐减弱.(3)流场中绝大部分区域为非预混燃烧.燃烧室后段平均静温超过2500 K,完全产物H_(2)O减少,H_(2)与O_(2)燃烧效果变差,发动机可利用的有效释热在燃烧室前段增加,在后段减少.O原子复合主要发生在喷管中.(4)当量比0.5时,化学反应主要发生在燃烧室前部;当量比1.0时,反应距离更长.当量比0.5与1.0下燃烧室阻力差异较小,总推力系数提升主要由尾喷管贡献.燃烧会导致燃烧室摩阻及整机总摩阻减小,进气道与尾喷管摩阻变化较小.

不同飞行工况下双模态发动机流动及燃烧特性

为研究煤油燃料矩形截面双模态超燃冲压发动机在不同飞行工况下的流动及燃烧特征,在通过直连式试验验证计算方法的准确性后,对6个不同马赫数及当量比工况进行了三维定常数值模拟,得出了发动机壁面压力、一维质量平均马赫数沿流向的分布规律,分析了各工况下流场中波系结构、释热变化率等特征。研究结果表明:不同工况下发动机明显工作于两类不同的燃烧模态。当发动机处于预燃激波串前传至注油位以前的亚燃模态时,凹槽段波系相对较弱;随着激波串的前移,隔离段中形成明显的分离旋涡结构将燃料卷至上游,部分燃烧在注油位之前已完成;在燃烧室内,分离主要发生于凹槽内部,燃烧释热集中于第一凹槽头部。当发动机处于激波串未前传的超燃模态时,凹槽段波系相对更强,流动参数波动更大,燃烧在注油位以后进行,燃烧室内分离旋涡在流向跨度大,形成从第一凹槽前缘至第二凹槽处的连续流动分离;分离旋涡有助于燃烧向下游传播,因此释热沿流向分布更均匀、更分散。在过渡段诱导流动分离,促使燃烧室内形成大流向跨度的分离旋涡可能有助于燃烧向下游传播,实现分布式释热,避免释热过于集中导致激波串前传。

ControlLogix5000本地控制器与远程控制器通讯方式的探讨

ControlLogix5000 PLC的强大不仅在于它有强大的指令,让编程简单、直观、有标准性,更在于它有强大的通讯能力,在CIP协议下,ControlNet网络、Etherne/IP网络介质下,通过produced/consumed或MSG指令现实满足用户的各种通讯需求。本文主要探讨了兰郑长成品油管道站场本地控制器和远程控制器通讯方式存在的问题。

基于HAZOP分析和贝叶斯网络的压缩机故障定位方法研究

燃气式离心压缩机结构复杂、子系统较多,引起故障的原因较为复杂、类型多样,查找难度较大。深入研究危险与可操作性(HAZOP)分析和贝叶斯网络原理,建立一种基于HAZOP分析和贝叶斯网络的压缩机故障定位方法。该方法可对某压气站压缩机进行故障定位,计算出引起故障的原因的概率,对概率最大的原因进行检查,准确、快速地找到故障点。该方法可推广运用于离心式泵机组等设备的故障快速定位,可提高故障诊断效率。

质量流量计计量准确度的影响因素

科里奥利质量流量计已经在石油天然气计量交接领域得到广泛应用。其工作的准确性影响着计量的公平、公正,而在科里奥利质量流量计运行安装和运行中存在着诸多因素可影响其计量的准确度。分析影响其准确度的因素,在使用过程中逐步消除如压力、温度、密度、安装条件等方面的影响,使流量计的计量更加精准。

鸡舍环境控制的各项技术措施

外界的环境条件会对鸡的健康情况及其生产性能产生直接的影响，尤其是当前规模化养鸡业的不断发展，使环境问题显得尤为严峻。因此，应深入分析总结多年的养殖实践，进一步改善鸡舍的环境，为鸡只的健康生长创造较为理想的环境，进而提高经济效益。鸡只所生活的环境温度会对其生长速度、饲料转化率、产蛋量、蛋壳品质及性成熟期、受精率，孵化率等方面产生直接的影响。