【摘 要】
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为提高25 t级氢氧膨胀循环发动机推力室氧喷嘴出口流量均匀性,采用CFD方法对氧腔内流场进行了三维稳态数值仿真研究,分析了造成出口流量分布不均的原因,并据此设计了4种改进结构的氧腔,对每种结构进行了细节优化.通过数值仿真得到了不同方案氧腔内的流场分布以及喷嘴出口流量分布,对比分析了均流板和液氧入口结构对出口流量均匀性的影响.研究结果表明:通过采用扩张型入口结构降低氧腔入口流速,可以显著提高出口流量均匀性,喷嘴出口流量相对分布范围由11.97％降低至4.54％;通过增加均流板孔数并调整孔径大小可提高出口流量
【机 构】
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北京航天动力研究所,北京100076
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为提高25 t级氢氧膨胀循环发动机推力室氧喷嘴出口流量均匀性,采用CFD方法对氧腔内流场进行了三维稳态数值仿真研究,分析了造成出口流量分布不均的原因,并据此设计了4种改进结构的氧腔,对每种结构进行了细节优化.通过数值仿真得到了不同方案氧腔内的流场分布以及喷嘴出口流量分布,对比分析了均流板和液氧入口结构对出口流量均匀性的影响.研究结果表明:通过采用扩张型入口结构降低氧腔入口流速,可以显著提高出口流量均匀性,喷嘴出口流量相对分布范围由11.97％降低至4.54％;通过增加均流板孔数并调整孔径大小可提高出口流量均匀性,喷嘴出口流量相对分布范围由11.97％降低至6.56％;凸顶式或凹腔式均流板的均流效果与平板式均流板相比均较差.
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将空气系统简化为由节点和元件组成的一维拓扑网络,建立各部分的流动控制方程组,编制了仿真程序,利用循环中点求积牛顿法对方程组进行求解.将其应用于某压气机试验件空气系统计算,并对试验件空气系统的参数进行敏感性分析,探讨影响空气系统功能的主要因素.结果 表明:利用参数微分法求解同伦方程,可增大牛顿法求解的收敛速度与收敛域;在该压气机试验件中,利用卸荷腔结构和封严能力较强的篦齿封严环可以将流路有效分隔开,有利于分别实现控制目标.
为深入研究进气参数、旋流杯结构以及中心喷嘴与旋流杯文氏管的轴向配合对航空煤油雾化粒径的影响,采用LSA(laser size analyzer)-Ⅲ激光粒度分析仪在常温常压下对同向双级轴向旋流杯出口下游35 mm处燃油索太尔平均直径(SMD)进行测量.结果 显示:随着旋流杯头部压降的增大,燃油SMD不断减小,但减小趋势不断变缓;叶片角在35°附近时,燃油粒径较小;内外两级旋流强度需相互匹配,两者共同影响燃油预膜与破碎;文氏管喉道直径影响了内级旋流强度及成膜质量,喉道直径与文氏管长度比在1.04～1.13内
从绕流问题入手,通过流场分析研究发现气流自下而上经过浮标后会引发尾部紊流和涡旋.随着涡旋移动脱落,湍动流场就会呈现脉动压力以交变形式作用于浮标两侧,引发浮标左右摇摆,示数不稳.进一步在浮标尾部设计增加不同长度和角度的导向面,通过对尾部流场引流来降低尾部旋涡的影响;同时增强引流导向区局部气阻提高浮标的工作稳定性.研究发现:当导向面长度增大至2 mm时,浮标与锥度管道内壁气流刚度增强,浮标偏转角由8°降低至0.5°.当导向面角度超过10°时,受科恩达效应的影响,浮标出现相对低压区,偏转角超过15°.
以乙二醇水溶液为载冷基液制备了相变微胶囊悬浮液(MEPCMS),并测量了其物性参数,然后实验研究了MEPCMS在树形微通道内的热力特性,揭示了雷诺数、质量分数对MEPCMS热力性能的影响规律.结果 表明:MEPCMS的比定压热容随着微胶囊质量分数与温度的增加而增大,黏度随着微胶囊质量分数的增加与温度的降低而增大;MEPCMS的表面传热系数随着雷诺数与质量分数的增大而增大,当雷诺数为118时,质量分数为1％、3％的MEPCMS的表面传热系数相对于载冷基液分别提高了3.92％和9.04％;MEPCMS的摩擦因
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为研究超声速射流冲击斜板的噪声特性及声源特性,针对不同压比下,超声速射流流场及声场分别进行了高频PIV(particle image velocimetry)测量与远场噪声测量.PIV测量结果可观测到激波格栅形成过程以及冲击斜板对它的影响.声场测量结果可捕捉到自由射流与冲击射流中不同的纯音频率随压比增加的转变过程.通过一一对比各纯音模态与流场模态,可区分各纯音模态的声源特性.结果 表明:当压比在2.0～3.2之间时,共出现五种纯音模态:A模态纯音频率为剪切层大尺度涡脱落频率,此时流场呈现同轴模态;d模态和
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