爆轟波的發(fā)展對未來推進技術(shù)有很重大的現(xiàn)實意義,尤其是環(huán)形管道中爆轟波的傳播特性與機理是旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機研究的基礎(chǔ)。環(huán)形管道中,由于通道幾何結(jié)構(gòu)的影響,爆轟波的傳播機理相比直管道中更加復(fù)雜多變。本文對環(huán)形管道中爆轟波的各種特性進行了實驗與數(shù)值研究。實驗采用煙跡技術(shù)與高速攝影技術(shù)來獲得爆轟波三波點軌跡形成的胞格結(jié)構(gòu)與火焰?zhèn)鞑r序圖,數(shù)值計算采用WENO格式與龍格庫塔法來求解歐拉方程。本文的研究工作主要分如下三個方面:(1)本文通過實驗研究了在環(huán)形管道中直接點燃預(yù)混氣的DDT過程的影響因素,分別討論了環(huán)形管道幾何尺寸、預(yù)混氣初始壓力以及預(yù)混氣種類對DDT距離的影響。通過對比煙跡技術(shù)與高速攝影獲得的結(jié)果可以得到相同的結(jié)論:環(huán)形通道內(nèi)壁面半徑增大,預(yù)混氣初始壓力、氣體敏感性提高可以縮短通道內(nèi)DDT距離;(2)本文通過實驗與數(shù)值模擬來研究了2H₂/O₂/3Ar預(yù)混氣在環(huán)形管道內(nèi)穩(wěn)定傳播的特性。實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果相互印證可以發(fā)現(xiàn),在環(huán)形管道中外壁面附近爆轟波強度最穩(wěn)定,傳播速度與壓力波動較小,內(nèi)壁面附近爆轟波速度與壓力同步經(jīng)歷著周期性增大與減小,證明內(nèi)壁...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景意義
    1.2 爆轟基本理論
        1.2.1 爆轟現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展
        1.2.2 C-J理論
        1.2.3 ZND理論
        1.2.4 爆轟波非定常結(jié)構(gòu)
    1.3 爆轟在動力推進系統(tǒng)中的應(yīng)用
        1.3.1 駐定爆轟發(fā)動機
        1.3.2 脈沖爆轟發(fā)動機
        1.3.3 旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 直管內(nèi)爆轟波研究現(xiàn)狀
        1.4.2 彎管內(nèi)爆轟波研究現(xiàn)狀
        1.4.3 變截面管道內(nèi)爆轟波研究現(xiàn)狀
        1.4.4 研究現(xiàn)狀小結(jié)
    1.5 本文主要工作及研究內(nèi)容
第二章 實驗裝置及測試系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 實驗系統(tǒng)
        2.2.1 實驗管道
        2.2.2 實驗裝置中其他系統(tǒng)
        2.2.3 配氣及充氣過程
    2.3 測試系統(tǒng)
        2.3.1 高速攝影拍攝系統(tǒng)
        2.3.2 煙跡技術(shù)測試方法
    2.4 實驗準(zhǔn)備及操作
第三章 控制方程及數(shù)值方法
    3.1 引言
    3.2 化學(xué)反應(yīng)模型
    3.3 控制方程
    3.4 數(shù)值方法
        3.4.1 WENO格式
        3.4.2 二階附加半隱龍格庫塔法(ASIRK-2B)
        3.4.3 物理模型
        3.4.4 邊界條件與初始條件
    3.5 本章小結(jié)
第四章 環(huán)形管道內(nèi)DDT過程
    4.1 引言
    4.2 多圈螺旋管道內(nèi)DDT胞格結(jié)構(gòu)
    4.3 單圈管道內(nèi)高速攝影火焰
    4.4 本章小結(jié)
第五章 環(huán)形管道內(nèi)穩(wěn)定爆轟傳播特性
    5.1 引言
    5.2 螺旋管道內(nèi)爆轟波穩(wěn)定傳播特性的實驗研究
    5.3 環(huán)形管道內(nèi)數(shù)值模擬研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 環(huán)形管道內(nèi)爆轟波不穩(wěn)定傳播模式
    6.1 引言
    6.2 不穩(wěn)定爆轟傳播
        6.2.1 直管道中不穩(wěn)定傳播模式
        6.2.2 環(huán)形管道中不穩(wěn)定傳播模式
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 未來展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果



本文編號：3744449