在高速低压环境下冲压燃烧室燃烧时存在着很多问题,突出表现为燃烧效率不高,这从根本上要追溯到在高速低压环境下燃油的雾化问题。为了解决上述问题,本研究开展高速低压环境下燃油雾化特性研究,这对今后改善冲压燃烧室内供油、提高燃油雾化质量从而解决燃烧室的燃烧效率问题有着重要的意义。本文主要的研究工作内容从两个方向开展:一是完成了对高速低压环境下燃油雾化特性的数值模拟研究,另一个是同时采用PIV开展试验研究,并用图像处理技术获得燃油轨迹和粒径信息。两部分工作针对高速低压环境下燃油穿透深度、燃油雾化粒径和燃油浓度空间分布特性互相补充和完善。本研究主要变量包含空气温度T(300~800K)、环境压力P(0.02~0.05MPa)、马赫数Ma(0.17~0.25)、喷油压差△P_f(0.2~1MPa)、余气系数?(2.85~5.53)、喷油杆距离稳定器尾缘位置L(100~200mm)。研究结果表明:(1)燃油穿透深度随着喷油压差、来流马赫数、余气系数、喷油孔径的增大而增大,随着空气温度、环境压力的增大而减小;(2)燃油粒径影响因素较多,往往不是因为某个因素变化而单调变化。随着油压差增加,在距离喷嘴较近的距离内,雾化变差,随着距离增加燃油雾化趋势较为接近;随着温度增加,在高于常温的范围内,雾化效果会比常温好,但也可能出现某个高温效果会稍微变差;随着空气压力增加,燃油雾化也会变差;随着马赫数增加,燃油粒子破碎的数量更多,但沿程的粒径变化则是在喷嘴出口反而变大,后段比较接近;韦伯数对燃油雾化粒径有一定的影响,但单一的韦伯数还不足以描述粒径变化规律。(3)燃油的空间分布在不同空空气热力力参数下,总是有同一个规律:随着径向或流向距离增大,燃油的浓度逐渐减小。本文的研究结果对冲压燃烧室在高速低压环境下的燃油雾化特性提供了参考依据,同时对冲压燃烧室在高速低压环境下的设计具有一定的指导意义。