李旭东
- 作品数：11 被引量：13H指数：2
- 供职机构：北京航天长征飞行器研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 脉冲爆轰发动机的系统性能分析被引量：1
- 2010年
- 采用简化的脉冲爆轰推进装置模型,利用热循环效率分析方法,推导了包含进气道总压恢复系数的热循环效率公式.并在特定来流条件下,考察了一个爆轰循环中进气道总压恢复系数和燃烧室初始温度对热循环效率和比冲的影响.研究发现,降低来流总压损失有助于提高热循环效率,而提高燃烧室初始温度能更有效地提高热循环效率.据此,提出了多级重起爆脉冲爆轰发动机概念,利用在突扩截面上解耦的爆轰波的前导激波去再次压缩工质,进一步提高工质的热力学参数,从而提高脉冲爆轰装置的热循环效率.推导了此种构型PDE的热循环效率计算公式,并对多级重起爆脉冲爆轰发动机进行了原理性论证.研究结果表明,多级重起爆方法提高了燃烧室的爆前温度,从而有效地提高脉冲爆轰发动机热循环效率.最后,关于出口工质的非完全膨胀的情况,做了定性的阐述,认为只有降低工质的出口压力,才能更有效增加工质的出口动能,从而提高热循环效率.
- 李旭东王爱峰王春姜宗林
- 关键词：脉冲爆轰发动机
- 超高速流动模拟及热化学反应模型对比研究被引量：2
- 2017年
- 超高速流动是飞行器再入大气层时所面临的高速高温流动环境,膨胀管是少数几种能模拟超高速流动的地面设备之一。采用数值模拟方法对超高速试验进行辅助分析诊断,流动模拟时热化学反应模型的选择对流场特性影响较大,分别选择5组分、11组分热平衡及5组分热非平衡模型,对比研究3种不同热化学反应模型对双楔试验模型数值模拟结果的影响,以进一步评估超高速流动模拟时热化学反应模型的适用范围。结果表明,试验气流条件下5组分化学模型即可满足要求,加速气流条件则必须采取11组分化学模型,而对于流动中热非平衡效应显著时,热化学非平衡模型更为适用。
- 周凯李旭东胡宗民姜宗林
- 关键词：超高速膨胀管数值模拟
- 燃气流气动加热环境中碳基复合材料烧蚀传热特性分析被引量：2
- 2018年
- 为研究燃气流气动加热环境中碳基复合材料的烧蚀传热特性,通过燃气流环境中碳基复合材料的化学反应、热化学烧蚀以及热响应模型分析,建立相应的烧蚀传热计算模型,对比燃气流平板及驻点烧蚀试验的烧蚀量试验与计算结果,两者吻合较好.在此基础上,分析燃气流与空气环境中碳基复合材料烧蚀传热特征的差异,以及燃气组分、压力等参数变化对碳基复合材料烧蚀传热特性的影响.研究表明,在同样的热环境条件下,燃气流环境下的材料表面温度低于空气环境下的结果,烧蚀后退量高于空气环境下的结果;表面温度和烧蚀后退量分别随着H_2O和CO_2含量的增加呈现减小和增大的趋势,H_2O的影响程度更大.
- 刘娜应伟杨驰景昭李旭东
- 关键词：碳基复合材料
- 大钝头外形气动热环境工程预示方法研究
- 2022年
- 为完善再入飞行器中的气动热预示方法,提升热防护系统设计精度,文章针对其中典型的大钝头外形进行流动机理探讨,分析了其驻点滞止流动和肩部亚声速区快速膨胀流动之间的相互干扰规律。基于此,通过对大钝头几何参数的无量纲处理,对驻点区域的边界层外缘速度梯度进行修正,进而对驻点热环境工程计算方法进行修正,随后采用修正牛顿理论和等熵膨胀假设获得了大钝头边界层外缘参数分布,并对基于边界层积分的非驻点热环境计算方法进行改进,用于计算大钝头驻点至肩部热环境分布,最终建立了相应的气动热工程计算方法,解释了肩部高热环境的形成机理。通过相关试验的开展和数据分析,对新方法进行验证,并基于气动热开展大钝头外形优化设计工作。
- 张赋史增民张杨王欣甄华萍李旭东
- 关键词：驻点肩部气动热
- 球面爆轰波的反射与会聚
- 本文数值模拟了中心起爆的球面爆轰波的传播和到达壁面后反射激波的聚焦过程。采用球对称的Euler方程作为控制方程,应用NND格式进行离散[1],采用改进的二阶段化学反应模型进行处理[2]。这种化学反应模型将化学反应分为诱导...
- 李旭东姜宗林
- 关键词：激波反射
- 文献传递
- 磁流体条件下气动热特性研究被引量：2
- 2021年
- 运用一种适用于高马赫数、低雷诺数流动条件下的磁流体力学(MHD)计算方法研究气动力/热特性.采用经典Hartmann流动验证计算方法的有效性和准确性,通过布置磁场的分布形式、改变磁场强度研究磁场对磁流体流动的影响,包括对激波的控制作用及对壁面压力和热流密度的影响,进而得到磁流体条件下的气动热加热特性.通过研究,得到以下结论:磁场对流动的影响主要通过无量纲互涉参数体现,给定来流条件的情况下,通过提高电导率或增强磁感应强度都可以起到增强磁场效应的效果;磁场对流场作用主要表现为磁阻滞效果,引入磁场后流场变化更为平缓,随着机体内磁场强度增大,激波的脱体位置不断前移、强度逐渐变弱,飞行器表面压力不断升高、热流逐渐下降.
- 王欣李旭东甄华萍史增民许丁
- 关键词：磁流体力学磁场气动热
- 基于非线性耦合本构关系模型的尖化前缘气动加热影响研究
- 2023年
- 结合数值模拟与风洞试验技术,在高超声速连续/稀薄滑移流条件下对尖化前缘这一典型构型的气动加热影响开展深入研究.在三维有限体积框架下,应用非线性耦合本构关系(nonlinear coupled constitutive relations,NCCR)模型对试验工况下的尖化前缘外形开展数值计算,检验NCCR模型在尖化前缘构型中准确描述局部稀薄非平衡流动和物面气动热的性能.数值结果与实验数据对比表明,在等效高度33 km的风洞试验条件下,NCCR模型计算得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差为1.81%,Fay-Riddell公式和纳维−斯托克斯(Navier-Stokes,NS)方程得到的驻点热流系数峰值同实验值偏差均在5%以内,物面其他位置的壁面热流系数计算值与实验值偏差均在10%以内,证明此时飞行器尖化前缘区域局部稀薄气体效应对气动加热影响程度较弱;在等效高度60 km时,飞行器尖化前缘区域附近的局部稀薄气体效应对气动加热的影响较为明显,NS方程计算的驻点热流系数偏差为33.31%,Fay-Riddell公式计算驻点热流系数同实验值偏差为29.5%,NCCR模型计算的驻点热流系数与实验值的偏差为11.77%.体现出NCCR模型求解稀薄非平衡流动的优势.
- 杨俊沅李旭东曾舒华赵文文张赋陈伟芳
- 关键词：高超声速流动风洞试验气动加热
- 脉冲爆轰发动机喷管对燃烧室动力学的影响
- 本文用计算流体动力学方法对带喷管的脉冲爆轰发动机(PDE)进行了多循环数值模拟,考察了扩张喷管和收缩-扩张喷管对PDE燃烧室的影响。以4ms为循环周期,计算了八个循环。通过考察PDE的推力发现在第三个循环以后,PDE的运...
- 李旭东姜宗林
- 关键词：脉冲爆轰发动机喷管
- 文献传递
- 壁面催化条件对气动热环境的影响研究被引量：3
- 2020年
- 为考察再入过程中壁面催化效应对气动热环境的影响,针对高超声速热化学非平衡流动条件下不同壁面条件(全催化壁面/非催化壁面)对气动加热的影响规律展开了研究。基于热化学非平衡流动特征构造了数值算法,并通过激波-膨胀风洞中开展的高焓高超声速地面试验结果进行了验证,然后考察了不同飞行高度下和典型几何外形下不同壁面条件对气动热环境的影响并分析了其影响机制。研究结果表明在50 km的飞行高度上催化效应明显,此时全催化/非催化壁面条件下热流存在明显差异,这种差异随着高度降低而减小。
- 李旭东张赋史增民王欣
- 关键词：高超声速流动真实气体效应
- 喷管对脉冲爆轰发动机性能的影响被引量：4
- 2011年
- 采用热力学循环分析方法,从理论上推导了脉冲爆轰发动机(pulse detonation engine,PDE)不完全膨胀条件下的热效率公式,并定量考察了不同燃烧室初始温度下热循环效率随出口压力比的变化,研究表明气体膨胀越完全,工质的热循环效率越高.应用数值模拟方法分别研究了收缩-扩张喷管和扩张喷管,比较了它们对PDE推力和比冲的影响,考察了它们在PDE各个循环阶段的作用.此外,还分析了收缩-扩张喷管收缩段引起的反射激波的影响,理论上反射激波会降低PDE热循环效率和比冲,但当反射激波马赫数小于1.5时,对PDE热循环效率的影响很小,其正面作用占优.
- 李旭东王春姜宗林
- 关键词：脉冲爆轰发动机喷管激波反射计算流体动力学
