杨帆
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张会强
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陈正
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王希麟
工程热物理学报
为了发展高效、清洁的汽车发动机，需要进一步增大缸内压缩比。而压缩比的提高，使得敲缸现象无法规避。对于火花点火发动机，敲缸机理解释普遍接受的观点是末端混气自燃，但这种自燃如何能产生敲缸的机理尚不十分明确。为此，本研究以形成敲缸现象的最基本要素，即中心火花引燃的火焰面、末端壁面高压高温自燃区、两侧可反射压力波的壁面为物理模型，并基于详细化学反应机理和一维可压缩反应流模型，分别在热壁提前点火和末端混合气自燃模式下模拟得到氢燃料火花点燃式发动机的敲缸现象。本文分析了两种不同模式产生初始压力波的不同物理机制，并发现导致初始压力波被放大继而产生强敲缸现象的压力波和火焰的耦合作用机理。这样的耦合作用，使得火焰传播由扩散控制，转变为在敲缸发生时由扩散和压力波共同控制。
关键词:
敲缸
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火花点燃式发动机
,
压力波
,
燃烧不稳定性
尕永婧
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张会强
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王希麟
工程热物理学报
针对液氧/煤油火箭发动机模型燃烧室实现了三维非稳态两相燃烧过程的数值模拟,得到的燃烧室截面平均压力和平均速度与实验吻合。在初边值条件不施加任何扰动的情况下,得到了燃烧室压力自激振荡过程,并研究了液氧和煤油喷嘴雾化角对燃烧室压力振荡的影响。计算结果表明：当雾化角为40°或120°时,由于燃料与氧化剂喷雾锥重叠区域较小或较大,导致了推进剂混合很差或很好,不易在燃烧室头部出现局部爆炸性的可燃混气团,致使燃烧室压力振荡强度较弱;而当雾化角为中间值65°时,易于出现爆炸性的可燃气团并导致剧烈的压力振荡,使燃烧室中出现燃烧不稳定性。因此,雾化角的合理设计是抑制燃烧不稳定性的一种途径。
关键词:
燃烧不稳定性
,
液氧/煤油液体火箭发动机
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喷雾燃烧
,
雾化
翁方龙
,
朱民
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李东海
工程热物理学报
本文探讨了黎开管系统中燃烧振荡的两类非线性现象—拍振和迟滞,通过改变燃料流量和当量比研究了这两类非线性现象的发生规律.实验发现拍振现象仅在热功率较小、当量比较低的条件下发生;迟滞现象在发生燃烧振荡的当量比上限附近较显著,而当量比下限附近不明显.对于燃烧振荡中的拍振现象,通过热声耦合分析,结合弥散模型和声波传播关系,反演得到了火焰传递函数(FTF),结果可为进一步分析与控制这类非线性振荡现象提供参考.
关键词:
燃烧振荡
,
拍振
,
迟滞
,
火焰传递函数
陈阳
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罗开红
工程热物理学报
燃烧过程是能源利用过程中不可缺少的环节,而燃烧不稳定现象则是燃烧过程优化应用中潜在的威胁,其导致的热释放率和压力波动会对燃烧器造成极大危害.燃烧不稳定性的产生机理研究和有效控制具有十分重要的意义.近年来很多学者围绕燃烧不稳定性做了大量的理论和实验研究,但绝大部分研究针对预混火焰而不是扩散火焰.人们认为热声的耦合作用是燃烧不稳定性产生的根本原因,瑞利(Rayleigh)准则提供了判断燃烧不稳定性的一个重要判据.本文通过轴对称射流火焰的直接数值模拟(DNS)探究了压力扰动和速度扰动对燃烧不稳定性的影响,并且利用Rayleigh准则对结果进行了分析.结果表明,通过适当地改变射流入口压力和速度脉动,能够使声能的增长受到抑制,从而为控制燃烧不稳定性提供有效的途径.
关键词:
燃烧稳定性
,
直接数值模拟(DNS)
,
瑞利准则
