流动系统中爆轰波结构及其传播特性的研究

基本信息
批准号:11202104
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:归明月
学科分类:
依托单位:南京理工大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:应展峰,潘振华,孙晓晖,张焕好
关键词:
爆轰本征值爆轰波流动系统爆轰胞格结构爆轰发动机
结项摘要

The propagation of detonation wave is very complex in detonation engine. The detonation wave propagates in parallel with the premixed gas movement ahead of the detonation wave in pulse detonation engine and oblique detonation engine, while vertical in rotating detonation engine. But so far, the classical detonation theory based on motionless field is used to study the propulsion mechanism and effect of detonation engine. This study is not obviously proper. According to foreign research results the gas movement could lead to the variable of the detonation characterist value (such as detonation pressure, detonation velocity, cell size etc), but the reason is not clear. This study will measure the detonation structure, detonation pressure, detonation velocity and detonation cell in flow system by experiment technology. Simultaneously, high resolution scheme with elementary reaction and parallel computing technology is adopted to simulate this phenomena. Finally, multi discipline knowledge (such as, detonation, combustion, aerodynamics, chemical thermodynamics etc) is combined to study the three-dimensional detonation structure and self-sustained mechanism. The research not only provide theory guidance for the thorough study of detonation engine, but also expand the classical detonation theory. As a result, the research has important academic values and application prospects.

爆轰发动机中,爆轰波是在复杂流动环境中传播的,如脉冲爆轰发动机和驻定爆轰发动机中,爆轰波与波前介质的运动方向是平行的,而旋转爆轰发动机中则是垂直的。但迄今为止,人们仍用基于静止流场的经典爆轰理论来研究爆轰发动机的推进机理和推进效率等相关问题。显然,这种研究是欠妥当的。国外已有的研究结果表明,介质的流动导致爆轰本征值(如爆压、爆速、胞格大小等)发生变化,但其机理尚不清楚。本项目拟通过实验对流动介质中爆轰波结构、爆压、爆速和爆轰胞格等爆轰特性进行测量,并采用带详细化学反应机理的高精度计算格式,结合并行计算技术对该现象进行数值模拟,最后运用多学科知识(如爆轰学、燃烧学、空气动力学、化学热力学等)来探讨流动介质中爆轰波的三维结构及其自持机理,从而揭示爆轰波传播的本质。该项目不仅对爆轰发动机的深入研究提供理论指导,同时也是对传统爆轰学的一种有力拓展,因而具有重要的学术价值和显著的应用前景。

项目摘要

爆轰发动机的关键技术之一是将爆轰波限制在发动机的燃烧室内,据此可将爆轰发动机分为脉冲爆轰发动机、驻定爆轰发动机和旋转爆轰发动机三类。然而在这三种发动机中,爆轰波是在复杂环境中传播的,其传播特性是传统的CJ理论所无法解释的。本项目结合实验、数值计算和理论分析,基于T型管,研究了爆轰波在顺流和逆流中传播的精细结构及自持机理(对应于脉冲爆轰发动机),环形管道中爆轰波的三维结构及曲率的影响(对应于旋转爆轰发动机),尖劈诱导的驻定爆轰波的精细结构及影响因素(对应于驻定爆轰发动机)。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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