脈沖爆轟發(fā)動機(jī)水下單次爆轟燃?xì)馍淞鞒跗诹鲌鎏匦?/H1>
發(fā)布時間：2024-05-22 01:52
為探索水下新型動力系統(tǒng),以脈沖爆轟發(fā)動機(jī)(PDE)為載體,研究了爆轟推進(jìn)應(yīng)用于水下動力推進(jìn)的可能性�；诶字Z時均Navier-Stokes方程和耦合Level-Set方程的流體體積函數(shù)多相流模型、重整群化k-ε湍流模型建立了PDE水下單次爆轟燃?xì)馍淞鞒跗诹鲌隽鲃幽Ｐ?利用計算流體力學(xué)方法進(jìn)行了數(shù)值求解。結(jié)果表明:前導(dǎo)激波具有明顯的指向性,作用時間短,引起的壓力擾動變化趨勢陡峭;燃?xì)馍淞饕鸬膲毫_動不具有指向性,作用時間長,引起的壓力擾動變化趨勢平緩; t=3 ms時,燃?xì)馀莸钠骄鶛M向生長速度為13.1 m/s,平均徑向生長速度為12.7 m/s,燃?xì)馀菪螤顝某跏急馄叫椭饾u生長為橢球型。
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
圖1計算域及邊界條件示意圖
圖1給出了PDE水下單次爆轟燃?xì)馍淞饔嬎阌蚣斑吔鐥l件示意圖，其中爆轟管直徑D=60mm，壁厚δ=6mm，爆轟管長l=0.5m，計算域?qū)扺×長L為0.6m×0.8m．全域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，并在管口處進(jìn)行網(wǎng)格加密。經(jīng)網(wǎng)格無關(guān)性驗證和時間步長無關(guān)性驗證后，選取計算時間步長為1μ....
圖2壓力進(jìn)口處馬赫數(shù)及靜壓隨時間變化曲線
PDE水下工作時，燃料和氧化劑在爆轟管內(nèi)充分混合，經(jīng)點(diǎn)火與燃燒轉(zhuǎn)爆轟(DDT)裝置作用后形成穩(wěn)定傳播的爆轟波，波后是高溫高壓高速燃?xì)�。爆轟波抵達(dá)管口后，開始與外流場中靜止的水相互作用，爆轟波透過氣體-液體界面，壓力擾動以球面波形式向四周傳播。與PDE在大氣中的射流類似，管口下游明....
圖3射流初始階段外流場壓力波傳播云圖
隨著爆轟管內(nèi)燃?xì)獾男狗�，管口壓力擾動強(qiáng)度放緩，下游水流場中壓力變化趨于平緩。點(diǎn)x=0.6m、y=0.6m位于邊界點(diǎn)上，由圖6可知其壓力曲線變化趨勢與計算域內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)相同，無假波出現(xiàn)，證明了非反射壓力出口邊界條件的穩(wěn)定性。圖4不同時刻軸線上壓力分布圖
圖4不同時刻軸線上壓力分布圖
圖3射流初始階段外流場壓力波傳播云圖計算域內(nèi)其余各監(jiān)測點(diǎn)壓力曲線的變化趨勢與r=0.5m、θ=0°處類似。針對相同半徑上的各監(jiān)測點(diǎn)，plθ為角度θ處前導(dǎo)激波壓力峰值，pl0°為0°處前導(dǎo)激波壓力峰值;pjθ為角度θ處燃?xì)馍淞饕鸬膲毫Ψ逯�，pj0°為0°處燃?xì)馍淞饕鸬膲毫Ψ?...
本文編號：3980224
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圖1計算域及邊界條件示意圖
圖1給出了PDE水下單次爆轟燃?xì)馍淞饔嬎阌蚣斑吔鐥l件示意圖，其中爆轟管直徑D=60mm，壁厚δ=6mm，爆轟管長l=0.5m，計算域?qū)扺×長L為0.6m×0.8m．全域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，并在管口處進(jìn)行網(wǎng)格加密。經(jīng)網(wǎng)格無關(guān)性驗證和時間步長無關(guān)性驗證后，選取計算時間步長為1μ....
圖2壓力進(jìn)口處馬赫數(shù)及靜壓隨時間變化曲線
PDE水下工作時，燃料和氧化劑在爆轟管內(nèi)充分混合，經(jīng)點(diǎn)火與燃燒轉(zhuǎn)爆轟(DDT)裝置作用后形成穩(wěn)定傳播的爆轟波，波后是高溫高壓高速燃?xì)�。爆轟波抵達(dá)管口后，開始與外流場中靜止的水相互作用，爆轟波透過氣體-液體界面，壓力擾動以球面波形式向四周傳播。與PDE在大氣中的射流類似，管口下游明....
圖3射流初始階段外流場壓力波傳播云圖
隨著爆轟管內(nèi)燃?xì)獾男狗�，管口壓力擾動強(qiáng)度放緩，下游水流場中壓力變化趨于平緩。點(diǎn)x=0.6m、y=0.6m位于邊界點(diǎn)上，由圖6可知其壓力曲線變化趨勢與計算域內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)相同，無假波出現(xiàn)，證明了非反射壓力出口邊界條件的穩(wěn)定性。圖4不同時刻軸線上壓力分布圖
圖4不同時刻軸線上壓力分布圖
圖3射流初始階段外流場壓力波傳播云圖計算域內(nèi)其余各監(jiān)測點(diǎn)壓力曲線的變化趨勢與r=0.5m、θ=0°處類似。針對相同半徑上的各監(jiān)測點(diǎn)，plθ為角度θ處前導(dǎo)激波壓力峰值，pl0°為0°處前導(dǎo)激波壓力峰值;pjθ為角度θ處燃?xì)馍淞饕鸬膲毫Ψ逯�，pj0°為0°處燃?xì)馍淞饕鸬膲毫Ψ?...
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