柴油机超小型水滴形预燃室的研究

针对12V180柴油机原球形预燃室喷嘴因热负荷过大而产生热裂和断裂脱落的问题,进行了理论分析和实验研究,提出了一种新型的预燃室-超小型水滴形预燃室．实验证明使用该预燃室,可以大大降低喷嘴的热负荷,提高喷嘴使用的可靠性．     

带有中心预燃室的冲压发动机数值模拟研究

为提高低压条件下燃烧室点火和火焰稳定性能,设计了一种中心预燃室结构的冲压发动机。运用数值模拟方法对简化燃烧室内部的喷雾燃烧流场进行了分析。结果表明:随着燃烧室工作阶段的不同,预燃室尾部收缩段对内外涵气流相互作用的影响存在差异;由于局部压差的增大,预燃室取气口将出现局部加速效应;预燃室内流动过程受下游燃烧的影响。     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

预燃室内气氢气氧射流燃烧过程数值分析

建立了液体火箭发动机预燃室内气氢气氧射流燃烧过程的数学模型,包括燃烧过程控制守恒方程、湍流流动方程和湍流燃烧模型,以及求解控制方程所需的辅助关系式;给出了模拟射流燃烧过程的数值方法。对于给定的预燃室结构型式和尺寸,研究了喷嘴构型和氧的喷射方式对化学反应流场和燃烧性能的影响规律。结果表明,喷嘴构型和氧的喷射方式对流动过程和燃烧性能都有影响,且喷嘴结构的影响较为明显。     

液氧/煤油推进剂液体火箭发动机循环动力平衡分析

本文对以液氧/煤油为推进剂的发生器循环和分级燃烧循环方案进行了分析,求出了各种循环方案的最大室压,给出了室压、推力、燃烧室混合比和喷管出口直径对发动机比冲和系统平衡参数的影响,并探讨了平衡参数对效率、涡轮压比和发生器(或预燃室)混合比等设许参数变化的敏感性     

TBD620柴油机低负荷性能研究

以舰用高速大功率柴油机低负荷问题为研究对象,采用试验和理论分析以及计算相结合的方法,对TBD620柴油机进行缸内示功图实机测试和放热规律计算。结果表明,采用主辅双进气道系统是解决舰用大功率柴油机低负荷性能的一种行之有效的方法。     

涡轮增压柴油机用于潜艇时可靠性参数的试验和分析

本文从影响涡轮增压柴油机工作可靠性参数的试验结果来分析其用于潜艇的可靠性。并通过分析,作者认为在限定排气温度条件下,涡轮增压柴油机的机械负荷、热负荷都低于标定工况,柴油机和增压器的工作是安全可靠的。     

气氧/煤油发动机水冷推力室壁热分析

针对气氧／煤油地面试验发动机的热防护问题，采用非定常三维壁温分布模型为主体的分析模型，对槽道式水冷推力室壁温特性进行了计算分析。燃气流与冷却水流采用一维流动模型计算。应用有限差分方法确定了燃气与室壁的换热热流、推力室壁温分布，给出了壁温随时间变化的规律，讨论了冷却水流量对壁温的影响。     

头部两侧和单侧进气对固冲发动机燃烧影响

为了研究进气道布局形式对固冲发动机二次燃烧性能的影响,分别对头部两侧进气和单侧进气2种布局方案的固冲发动机开展了二次燃烧仿真和试验对比研究。结果表明:单侧进气时补燃室掺混燃烧效果优于两侧进气;单侧进气会导致补燃室局部出现高温高速区域,对补燃室热防护不利;在相同的工况下单侧进气获得的推力与两侧进气相当。     

改善热带海域船用主机热负荷的研究

本文以8NVD48A—2u柴油机为例,针对船用发动机在热带海域热负荷过高问题进行了研究,并提出了改进方案。通过实船改装和调试,降低了柴油机的排温,改善了燃烧,收到好的效果。     

燃烧室压力对潜入式喷管喉衬热应力的影响

为了研究燃烧室压力对固体火箭发动机潜入式喷管热应力影响规律的问题,采用商业流体软件,基于压力求解器,求解了喷管纯气相的流场,确定了燃气温度、压力、壁面对流换热系数;采用有限元软件,依据流场计算的非均布壁面压力与非均布对流换热,求解了燃烧室压力为6 MPa下的潜入式喷管热结构问题;通过地面点火试验验证了仿真模型与数值方法的有效性与准确性;采用相同计算模型与数值方法,求解了在燃烧室压力为9 MPa、12 MPa下的喷管热结构问题,揭示了燃烧室压力对喉衬热应力的影响规律。结果表明:整个工作过程,喉衬环向应力最大值为103.9 MPa,位于内表面,且随时间增大,先增大后减小;喉衬环向拉应力也随时间先增大后减小;随压力增大,对流换热系数增大,喉衬温度升高,喉衬环向拉应力增大,喉衬环向压应力减小。     

涡流阀流量调节特性数值模拟

用数值模拟研究了涡流阀的流量调节特性。在来流总压恒定的条件下,用时间相关法求解了雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程。计算了无控制流和有控制流两种情况,得到了流动参数在流场中的分布和控制流量与喷管流量的关系。计算表明,涡流阀有良好的流量调节特性。     

用闪光摄影法对轴针式喷嘴喷雾的研究及其数学模型修正

利用自行设计的静态高压模拟燃烧室,采用闪光摄影技术,对12V180CaD—2柴油机轴针式喷油器的喷雾发展进行了实验研究,并根据实验结果对轴针式喷油器喷雾贯穿长度的计算公式进行了校核和修正。     

液体火箭发动机碳/碳复合材料喷管烧蚀分析

对液体火箭发动机碳／碳复合材料喷管的烧蚀过程进行研究。理论模型包括固相和气相守恒方程。气相湍流反应边界层流动应用质量加权平均控制方程分析，喷管壁温分布由非稳态传热方程进行数值计算获得。分析了推进剂混合比、液膜冷却量、燃烧室压力、壁面材料的密度对烧蚀速率的影响。     

HYLTE与TRIP喷管在大功率氟化氘激光器中的应用对比分析

简述了燃烧驱动大功率连续波DF化学激光器的发展现状。比较了HYLTE与TRIP两种喷管的结构参数,总结了两种喷管的性能差异。采用数值模拟手段,参考相关试验数据,计算了典型增益分布对应的共焦非稳腔输出光束模式。从大功率DF激光器研制存在的光斑均匀性和腔镜负载两个难题的角度,结合喷管制造工艺要求,认为HYLTE喷管较TRIP喷管更适用于大功率DF激光器。     

气氧甲烷溅板式层板喷注器燃烧特性试验分析

采用试验方法分别对单喷嘴和多喷嘴溅板式层板喷注器燃烧特性进行研究,考察不同工况下喷注器面板热载情况,得到不同混合比、不同结构参数对燃烧室压力分布和燃烧效率的影响规律。试验结果表明:混合比对多喷嘴喷注器燃烧室压力影响不大,但对燃烧效率有较大影响。对于单喷嘴喷注器,燃烧效率随着混合比的增加而增高。相同条件下,增大扩张角及出口层宽度有利于提高喷注器燃烧效率,但会引起喷注面板热载增大,各喷注器喷注面板均产生不同程度的变形或失效。该结果对于正确指导层板式喷注器的设计以及筛选喷注器结构具有重要意义。     

基于遗传算法的导管-气室系统参数优化研究

导管-气室系统可以引发水力共振,提高脉冲射流的强度。影响水力共振的 主要因素有导管长度、导管内径、喷嘴出口内径、调制频率和气室初始容积等,采用搜寻的方 法无法获得最优解。遗传算法具有隐合并行性和全局解空间搜索的特点,利用遗传算法能 有效地对导管-气室系统的主要参数进行优化设计,获得最优解来指导实验装置的设计。     

超声速调制气流声源声压级增益特性的理论与实验

通常认为,当气室压力提高到一定程度,调制气流声源声压级输出将趋于饱和。为了从基本原理上探讨进一步提高声源输出的途径,设计了收缩-扩张喷口,将调制作用上游的声速流动提高至超声速。理论分析表明,来流气压较高时,超声速调制优于声速调制,可获得一定的声压级增益。增益量随喷口面积比减小而增加。旋笛实验在调制频率较低时得到了超声速调制的声压级增益;调制频率较高时,受瞬态作用的影响,参与调制的气流很可能未完全发展为超声速流动,超声速调制与声速调制的旋笛性能相同。     

水喷淋对建筑外立面火灾烟气向室内蔓延控制的研究

高层建筑外保温材料发生火灾后,研究着火层房间内的自动喷水灭火系统对火灾烟气向室内蔓延的控制效果,为高层建筑性能化防火设计提供理论支持。运用火灾动力学软件FDS模拟高层建筑外保温材料火灾,对比分析在不同喷射位置的自动喷水灭火系统作用下的室内平均CO浓度和温度等烟气特性参数。综合比较发现,将喷头置于窗上方向下喷淋能有效地降低室内平均CO浓度和平均温度。对于由高层建筑外保温材料引起的火灾,室内自动喷水灭火系统喷头相对于窗户的位置决定其对火灾烟气蔓延控制的效果。