国家自然科学基金(51206136)
- 作品数：8 被引量：39H指数：4
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- 基于BDP模型的AP/HTPB推进剂燃速参数敏感性分析被引量：2
- 2015年
- 稳态和非稳态燃烧模型对于研究AP/HTPB复合推进剂中低频下的压强耦合特性问题是十分重要的,可信的稳态计算结果是非稳态计算的前提。在应用稳态燃烧模型对推进剂的燃速进行计算时,参数值的选取对计算结果具有很大的影响。针对AP/HTPB复合推进剂燃烧特性,在BDP多火焰结构理论的基础上,采用了AP/HTPB复合推进剂稳态燃烧模型,并对模型进行了数值计算,研究了AP和HTPB的指前因子和活化能及δ参数对推进剂燃速的影响。计算结果表明,AP活化能Es,ap的取值对推进剂燃速结果影响较大,在高压下更为敏感;HTPB的指前因子As,b对燃速几乎没有影响,其活化能Es,b对燃速影响较小,高压条件下,影响作用略微增强;参数δ值的选取对计算燃速值影响很大。
- 孙迪刘佩进刘林林魏祥庚
- 关键词：活化能参数敏感性分析
- 复合推进剂中铝燃烧实验研究被引量：10
- 2016年
- 采用长焦显微镜头和高速相机组合的光学拍摄方法,研究了不同压强下含铝复合推进剂中铝粒子在推进剂燃烧表面处和脱离燃面后的动态燃烧过程。分别在1MPa,3MPa和5MPa充满氮气的燃烧实验器中进行了实验。在3MPa和5MPa实验中,通过在镜头前增加不同透射率的中性密度滤波片解决了因铝滴燃烧发光过强导致相机成像过度曝光的问题。通过测定拍摄过程中相邻两张图片中同一粒径铝滴在不同位置,计算了不同粒径铝滴的随流运动速率。小粒径随流运动速率快,大粒径随流运动速率慢。实验中还得到了不同粒径铝滴在推进剂燃烧表面的团聚形成时间。1MPa实验下,200μm和150μm粒子的团聚时间分别约为8ms和6ms;3MPa下,300μm和200μm粒子的团聚时间分别约为5ms和3ms;5MPa下,300μm和150μm粒子的团聚时间分别约小于3ms和1ms。随着压强的增大,同一粒径团聚物的团聚时间缩短。在同一压强条件下,粒径越小的铝团聚物其所需团聚时间越短。
- 刘鑫刘佩进金秉宁杨天昊魏祥庚
- 关键词：复合推进剂燃烧团聚
- 考虑径向加质的固体火箭发动机内流场整体稳定性分析被引量：1
- 2013年
- 基于整体流动稳定性方法,分析了大长径比固体火箭发动机内径向加质流的稳定性特性,采用零应力出流边界条件,利用谱配置方法数值求解扰动方程得到了特征谱和对应的特征函数。发现长径比增加到10时,特征值开始从时间稳定变为不稳定。特征函数显示速度扰动幅值沿轴向逐渐增大,且向内部扩张,与实验中观察到的现象一致,理论计算结果准确地吻合了冷流实验中出现的速度波动频率。研究工作为分段固体火箭发动机的稳定性分析提供一种快速、有效的方法。
- 杨尚荣刘佩进魏少娟魏祥庚
- 关键词：固体火箭发动机
- 固体火箭发动机径向加质流局部稳定性分析方法研究被引量：7
- 2013年
- 应用局部非平行流动稳定性理论研究了大长径比固体火箭发动机内的表面涡脱落现象。分析了由主变量公式和流函数公式导出的扰动方程的差异,以及流动参数对稳定性的影响,发现两种扰动方程对最不稳定波频率的预估值小于2%,且该频率沿流向逐渐增加。比较了基于空间发展模式的理论结果与大涡模拟计算结果,发现在不发生共振的情况下,理论方法可以较好地预估发动机内的流动不稳定频率。
- 杨尚荣刘佩进魏祥庚金秉宁
- 关键词：固体火箭发动机大涡模拟
- 复合推进剂中铝粉粒度对分布燃烧响应和粒子阻尼特性影响被引量：14
- 2014年
- 针对不同初始铝粉粒度的含铝复合推进剂,对其燃烧产物粒子阻尼特性和铝粒子分布燃烧响应特性进行了试验研究。试验结果表明:粒子阻尼的大小取决于流场中的凝相燃烧产物粒径分布和振荡频率,与推进剂中铝粉初始粒度基本无关;粒子阻尼预估方面,采用单一粒径预估的阻尼值与实际测量的阻尼值相比,仍存在一定的误差(>10%),需要进一步改进;分布燃烧响应方面,在同一振荡频率范围内,分布燃烧响应特性与复合推进剂中初始铝粉粒度有关,即初始铝粉粒度越大,在燃烧过程中产生的分布燃烧增益越大,这对于发动机燃烧的稳定性是十分不利的。
- 金秉宁刘佩进杜小坤刘鑫关昱
- 关键词：复合推进剂
- 固体推进剂非线性压强耦合响应特性分析被引量：4
- 2016年
- 为获得多阶声模态振荡共同作用下的压强耦合响应函数特性,考虑固体火箭发动机中多阶声模态振荡的非线性燃烧不稳定特点,在线性均质推进剂准稳态分析模型(QSHOD)的基础上,建立了二阶声模态作用下的非线性压强耦合响应模型,并对模型进行了理论分析和定性的实验验证。模型分析结果表明,基频振荡幅值对压强耦合响应函数特性影响较大;随着基频振荡幅值的增大,压强耦合响应函数由线性变为非线性,响应函数从单峰变成双峰,在高频区域形成非线性响应函数峰;在基频振荡的同时,二阶模态振荡使得响应函数的非线性特性更加显著,对非线性响应函数峰值影响较大。该模型结果与典型T型燃烧器实验结果基本相同。
- 刘佩进金秉宁魏祥庚杨文婧刘鑫纪晓婷
- 关键词：固体推进剂非线性燃烧模型
- 结合吸收光谱与互相关法的燃气速度测量方法研究被引量：4
- 2017年
- 针对可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)基于多普勒效应测速方法在燃气流速测量中频移量小、误差较大的问题,提出了结合固定波长吸收光谱法与互相关法的燃气速度测量方法。考虑碳氢燃料燃烧产物特点,选取H2O分子7 185.597cm^(-1)吸收谱线,通过布置上下游两束固定波长吸收光谱测点,分析两信号的互相关特性来计算得到燃气速度。利用平面火焰炉实验系统对该方法测量燃气速度开展实验研究,获得了变工况下燃气速度随时间的变化情况。在相同工况下开展数值计算,将测量结果与数值模拟计算结果进行对比,相对偏差不超过8%。同时将该方法初步应用于煤油燃料火箭基组合循环发动机(RBCC)的高速羽流速度测量,获得了上下游探测器脉动信号,通过互相关分析计算得到了羽流速度,验证了该方法的可行性。实验结果表明,该燃气速度测量方法具有测量范围宽、测量精度高,环境干扰小等优点。提出的方法为发动机燃气速度测量提供一种简单可靠的测量方法。
- 刘佩进王志新杨斌魏祥庚
- 关键词：吸收光谱燃烧诊断
- 基于T型燃烧器的非线性不稳定参数分析被引量：3
- 2016年
- 基于脉冲触发T型燃烧器技术,对T型燃烧器内的平衡压强上升(DC Shift)和初始极限幅值进行测量,获得DC Shift、初始极限振幅以及压强耦合响应函数(Rp)三者之间的相互关系。实验结果表明,T型燃烧器中可测量得到推进剂燃烧产生的平衡压强上升现象,且与初始极限振荡幅值的二次方成正比;推进剂配方对DC Shift影响较大,即压强耦合响应函数值越高,推进剂燃烧产生DC Shift越大;推进剂压强耦合响应函数、初始极限幅值和DC Shift三者之间存在一定的耦合关系,这一结果与Flandro的平衡压强上升理论基本一致。
- 金秉宁刘佩进魏祥庚吕翔刘鑫魏少娟
