课题基金 / 基金详情

旋转爆轰燃烧室多波模态的演变机制及预测和控制方法研究

批准号:
12072163
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
马虎
依托单位:
学科分类:
爆炸力学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
马虎

项目摘要

结项摘要

马虎的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
旋转爆轰发动机由于其潜在的技术优势,近些年得到国内外的广泛关注,并已逐渐开始从基础研究向工程应用研究转变。但由于目前对燃烧室内多波模态的形成和演变机制尚不明确,导致很难预测和控制燃烧室内的工作模态,从而影响燃烧室性能,这也严重制约着旋转爆轰燃烧室工程设计方法的提出,不利于旋转爆轰发动机向工程应用推广。因此,本项目拟针对多波模态的演变机制这一科学问题展开研究,通过考察质量流率、当量比、反应物类别、燃烧室出口背压、反应物喷注结构参数等因素,重点分析多波模态形成、退化的原因和条件,总结多波模态的主要影响因素及其影响规律,并分析这些影响因素的内在关联性,构建旋转爆轰波预测模型,筛选多波模态的控制变量,提出多波模态控制方法,明确其控制规律,实现燃烧室内多波模态的有效预测和控制,为RDE燃烧室设计提供理论依据,对推动RDE从基础研究向工程应用转变具有重要科学意义。
英文摘要
In recent years, rotating detonation engine has received wide attention at home and abroad because its potential advantages, and the study of RDE is beginning to transform from basic into engineering. But the prediction and control of operating model is difficult in rotating detonation chamber because the evolvement mechanism of multiple-detonation waves is not clear, which affect the performance of rotating detonation chamber, restrict severely the design of rotating detonation chamber, and make against the transformation of RDE into engineering. So, the evolvement mechanism of multiple-detonation waves will be carried out in this project. Based on the analysis of influence factors, such as mass flow rate, equivalence ratio, reactant category, back pressure of the combustor and injection structure of reactant, the re-initiation and quenching of rotating detonation wave will be observed. The influence factors of multiple-detonation waves and its rule will be summarized. The relationship of these influence factors will be analyzed, and the prediction model will be set up. Based on selected control variables, the control method of multiple-detonation waves will be proposed, and the control rule will be got. The prediction model and control method of multiple-detonation waves will be realized. This project will provide guidances for design of rotating detonation chamber, and will have important significance for the transformation of RDE from basic into engineering .
旋转爆轰发动机由于其潜在的技术优势和应用前景,得到了国内外研究机构的广泛关注,并已逐渐开始从基础研究向工程应用研究转变。但是目前旋转爆轰燃烧室内多波模态的形成和演变机制尚不明确,工作模态难以预测和主动控制,制约着旋转爆轰燃烧室工程设计方法的提出和工程应用的推广。因此,本项目针对旋转爆轰波多波模态的演变机制这一科学问题展开研究,通过试验研究、数值模拟、方法建立相结合的研究手段,系统开展了旋转爆轰波多波模态的产生原因和控制因素、多波模态演变机制、波头数预测方法及模态主动控制等研究工作,分析了旋转爆轰燃烧室内单波与同向多波相互转变的影响因素及演变机制;获得了爆轰波传播速度、瞬时压力与离子信号特征、燃烧室流场结构随质量流率与当量比变化的关系;研究了环形燃烧室内单波与多波模态的转变现象,通过改变供给质量流率、总体当量比、出口背压、空气喷注面积以及燃烧室宽度等参数,明确了决定燃烧室内波头数的关键参数,发现了旋转爆轰波多波现象的触发机制;分析了空气喷注环缝以及燃烧室宽度对单波与同向多波之间的关系,发现燃料与氧化剂的混合效果以及质量通量是形成同向多波的主要因素;总结了决定单波与同向多波模态变化的定性参数:波前反应物有效高度与表征反应物活性的特征尺寸的比值;改变质量流率、当量比以及燃烧室宽度能够改变波前反应物的有效高度,而当量比、背压以及喷注面积则决定了波前反应物的活性;进一步研究了旋转爆轰波的自适应传播能力以及传播模态的可控转变,采用试验和数值模拟手段,通过调节燃料供给量的方式实现了燃烧室内爆轰波头数的主动控制;通过改变当量比以及燃烧室长度,实现了旋转爆轰发动机轴向脉冲爆轰模态与切向旋转爆轰模态的可控转变。研究结果实现了旋转爆轰波多播模态的有效预测和主动控制,为旋转爆轰发动机燃烧室设计提供了理论依据,对推动旋转爆轰发动机从基础研究向工程应用转变具有重要科学意义。
基于DDT过程的旋转爆震波起始机理研究
  • 批准号:
    51606100
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    马虎
  • 依托单位:
国内基金
海外基金