极端载弹下直升机载火箭发射燃气冲击效应研究

针对机载火箭发射过程中对机体造成的动力冲击效应,对直升机机载火箭系统发射全过程的燃气射流冲击流场进行计算。通过3维非定常的数值模拟方法,结合动网格方法及分块混合网格模型,对比不同载弹状态下的火箭巢结构对冲击效应的影响。计算结果表明:机身表面受到的最大冲击超压在10 kPa量级,不同载弹状态下起始冲击波流场发展过程相似,超压分布均为单峰函数,但火箭离管时空载状态发射的冲击流场变化更为复杂,机身最大超压分布规律为双峰曲线。

粉末/液体燃料组合发动机燃烧性能数值研究

为了研究燃料组合超燃冲压发动机的燃烧性能,采用离散相模型(DPM)对发动机的流动燃烧特性进行了数值模拟研究。研究结果表明:粉末/液体燃料组合能够在超燃冲压发动机中实现点火燃烧;燃料混合当量比的增加可以提高燃烧室压力和温度,对发动机的燃烧性能有促进作用;适当增大组合燃料中煤油的掺混比例能够在提高铝粉颗粒的燃烧效率,有利于改善发动机的比冲性能。研究结果能为新概念超燃冲压发动机的设计提供参考。

基于离散元的粉末燃料输送弯管两相流特性研究

弯管是粉末燃料冲压发动机燃料输送系统的重要组成部分,为了研究弯管内气固两相流的流场结构、颗粒碰撞以及压力损失的变化规律,基于连续相-离散元(CFD-DEM)耦合模型,考虑颗粒的碰撞受力和弹塑性形变,对铝粉在弯管内的流动状况进行数值仿真。研究结果表明:CFD-DEM算法相对于传统的双流体模型和轨道法,能更为准确地描述颗粒流的碰撞信息和两相流的流动状况。弯管内的总压损失随流化气流量的增加,呈先减小再增大的趋势,在本文研究的条件下,优选的流化气流量为6~7g/s (流化气速度为3.0~3.5m/s);在低流速下,颗粒间的碰撞次数远大于颗粒-壁面间的碰撞,随着流速的增高,颗粒与外侧壁面间的碰撞次数迅速增高,并导致颗粒-壁面间的碰撞次数超过颗粒间的碰撞。弯管的弯径越大,弯管内的总压损失越大,但颗粒-颗粒、颗粒-壁面的碰撞次数均下降。