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超聲速凹腔穩焰器中流動混合與燃燒 版權信息
- ISBN：9787030682659
- 條形碼：9787030682659 ; 978-7-03-068265-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
超聲速凹腔穩焰器中流動混合與燃燒 內容簡介
隨著超燃沖壓發動機技術逐漸向工程化、實用化發展，對其核心的超聲速燃燒過程及其穩焰裝置的研究也不斷深入推進。凹腔作為一種結構簡單并且利于高效低阻燃燒的穩焰裝置，已經被廣泛應用在超燃沖壓發動機工程實踐和學術研究中。本書以凹腔穩焰器的超聲速流動混合與燃燒過程為研究背景，共分為六個章節，首先綜述了超聲速凹腔穩焰器流動混合與燃燒過程的近期新研究進展，隨后采用理論分析、數值計算與實驗研究相結合的方法，依次系統研究了凹腔流動模式分析、燃料輸運與混合、點火、火焰穩定與穩燃模式以及火焰閃回過程，充分展示了與凹腔相關的超聲速燃燒等研究方向上的近期新研究成果，并對超聲速凹腔穩焰器構型及其燃燒組織的設計準則提出了思考和建議。
超聲速凹腔穩焰器中流動混合與燃燒 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 超聲速凹腔穩焰器 1
1.2 超聲速凹腔穩焰器中的流動與混合特性 3
1.2.1 流動特性 3
1.2.2 燃料噴注與混合特性 4
1.3 超聲速凹腔穩焰器中的點火過程 6
1.3.1 引導點火 8
1.3.2 節流點火 8
1.3.3 熱射流點火 9
1.3.4 等離子體點火 9
1.3.5 活性添加劑點火 10
1.4 超聲速凹腔穩焰器中的火焰穩定與穩焰模式 10
1.4.1 火焰穩定 10
1.4.2 穩焰機理 11
1.5 超聲速凹腔穩焰器中的火焰閃回過程 14
1.5.1 熱壅塞誘發火焰閃回 15
1.5.2 自點火誘發火焰閃回 15
1.5.3 爆燃轉爆轟誘發火焰閃回 16
1.6 本書篇章結構 17
參考文獻 17
第2章 凹腔中的流動模式分析 26
2.1 二維流動特性 26
2.1.1 二維流動算例設置 26
2.1.2 瞬態流場結構與分析 29
2.1.3 時均流場結構與流動特性 31
2.2 流動模式與剪切層增長模型 37
2.2.1 冷態流動模式 37
2.2.2 剪切層增長模型 43
2.3 本章小結 48
參考文獻 48
第3章 凹腔中的燃料輸運與混合過程 49
3.1 燃料輸運與混合流場結構特征 49
3.1.1 仿真工況設置 49
3.1.2 凹腔上游噴注混合流場結構特征 51
3.1.3 不同動量比下凹腔中的噴注混合過程 56
3.2 燃料噴注方案對燃料輸運與混合過程的影響 59
3.2.1 仿真工況設置 60
3.2.2 不同凹腔上游燃料噴注距離條件下的燃料輸運與混合過程 63
3.2.3 不同凹腔上游燃料噴注方案條件下的燃料輸運與混合過程 66
3.2.4 不同凹腔主動式燃料噴注方案條件下的燃料輸運與混合過程 70
3.2.5 凹腔組合式燃料噴注方案的燃料輸運與混合過程 71
3.3 凹腔突擴構型對燃料輸運與混合過程的影響 73
3.3.1 仿真工況設置 73
3.3.2 凹腔構型對燃料輸運及混合流場的影響 75
3.4 本章小結 81
參考文獻 82
第4章 凹腔中的點火過程 84
4.1 燃料噴注方案對強迫點火過程的影響 84
4.1.1 實驗方案設計 84
4.1.2 聚能火花塞點火 86
4.1.3 激光誘導等離子體點火 91
4.2 凹腔構型對強迫點火過程的影響 94
4.2.1 實驗方案設計 94
4.2.2 初始火焰形成與發展實驗 96
4.2.3 強迫點火后燃燒室中的穩定火焰建立過程 100
4.3 強迫點火過程點火位置優化 102
4.3.1 實驗方案設計 102
4.3.2 聚能火花塞點火 104
4.3.3 激光誘導等離子體點火 106
4.4 強迫點火模式分析 116
4.4.1 實驗方案設計 116
4.4.2 強迫點火過程分析 117
4.4.3 強迫點火模式研究 122
4.5 強迫點火源作用過程 124
4.5.1 實驗方案設計 124
4.5.2 強迫點火過程三維算例驗證分析 125
4.5.3 強迫點火源作用過程二維仿真研究 128
4.6 本章小結 133
參考文獻 134
第5章 凹腔中的火焰穩定與穩燃模式 136
5.1 凹腔上游噴注燃料的燃燒流場特征 136
5.1.1 實驗工況與計算設置 136
5.1.2 后緣突擴凹腔中乙烯燃燒流場結構特征分析 142
5.1.3 后緣突擴凹腔中氫氣燃燒流場結構特征分析 148
5.2 燃料噴注方案對火焰結構與燃燒強度的影響 151
5.2.1 實驗工況 151
5.2.2 燃料噴注方案對火焰穩定過程的影響 152
5.3 凹腔構型對火焰結構與燃燒強度的影響 160
5.3.1 不同凹腔構型條件下的氫氣火焰結構 160
5.3.2 不同當量比條件下的乙烯火焰結構 164
5.4 凹腔中的穩燃模式 168
5.4.1 不同凹腔構型條件下的穩燃模式 168
5.4.2 后緣突擴凹腔中穩燃模式的動態切換 172
5.4.3 后緣突擴凹腔對穩燃模式的影響 176
5.5 本章小結 180
參考文獻 182
第6章 凹腔中的火焰閃回過程 183
6.1 燃料噴注方案對火焰閃回過程的影響 183
6.1.1 不同燃料噴注壓力 183
6.1.2 不同燃料噴注距離 186
6.1.3 不同燃料噴注角度 187
6.1.4 不同燃料噴嘴數量 189
6.2 凹腔構型對火焰閃回過程的影響 189
6.2.1 不同凹腔長深比 192
6.2.2 不同凹腔后緣傾角 193
6.2.3 不同氮氣節流位置 193
6.3 邊界層條件及多種擾動因素對火焰閃回過程的影響 193
6.3.1 仿真條件 194
6.3.2 凹腔對火焰穩定性的影響 197
6.3.3 邊界層條件對火焰閃回的影響 198
6.3.4 多種擾動因素對火焰閃回的影響 200
6.4 火焰閃回誘發機制的理論模型 202
6.4.1 超聲速燃燒火焰閃回誘發機制模型 202
6.4.2 超聲速燃燒自點火與火焰傳播競爭模型 206
6.5 本章小結 208
參考文獻 209
前言
第1章 緒論 1
1.1 超聲速凹腔穩焰器 1
1.2 超聲速凹腔穩焰器中的流動與混合特性 3
1.2.1 流動特性 3
1.2.2 燃料噴注與混合特性 4
1.3 超聲速凹腔穩焰器中的點火過程 6
1.3.1 引導點火 8
1.3.2 節流點火 8
1.3.3 熱射流點火 9
1.3.4 等離子體點火 9
1.3.5 活性添加劑點火 10
1.4 超聲速凹腔穩焰器中的火焰穩定與穩焰模式 10
1.4.1 火焰穩定 10
1.4.2 穩焰機理 11
1.5 超聲速凹腔穩焰器中的火焰閃回過程 14
1.5.1 熱壅塞誘發火焰閃回 15
1.5.2 自點火誘發火焰閃回 15
1.5.3 爆燃轉爆轟誘發火焰閃回 16
1.6 本書篇章結構 17
參考文獻 17
第2章 凹腔中的流動模式分析 26
2.1 二維流動特性 26
2.1.1 二維流動算例設置 26
2.1.2 瞬態流場結構與分析 29
2.1.3 時均流場結構與流動特性 31
2.2 流動模式與剪切層增長模型 37
2.2.1 冷態流動模式 37
2.2.2 剪切層增長模型 43
2.3 本章小結 48
參考文獻 48
第3章 凹腔中的燃料輸運與混合過程 49
3.1 燃料輸運與混合流場結構特征 49
3.1.1 仿真工況設置 49
3.1.2 凹腔上游噴注混合流場結構特征 51
3.1.3 不同動量比下凹腔中的噴注混合過程 56
3.2 燃料噴注方案對燃料輸運與混合過程的影響 59
3.2.1 仿真工況設置 60
3.2.2 不同凹腔上游燃料噴注距離條件下的燃料輸運與混合過程 63
3.2.3 不同凹腔上游燃料噴注方案條件下的燃料輸運與混合過程 66
3.2.4 不同凹腔主動式燃料噴注方案條件下的燃料輸運與混合過程 70
3.2.5 凹腔組合式燃料噴注方案的燃料輸運與混合過程 71
3.3 凹腔突擴構型對燃料輸運與混合過程的影響 73
3.3.1 仿真工況設置 73
3.3.2 凹腔構型對燃料輸運及混合流場的影響 75
3.4 本章小結 81
參考文獻 82
第4章 凹腔中的點火過程 84
4.1 燃料噴注方案對強迫點火過程的影響 84
4.1.1 實驗方案設計 84
4.1.2 聚能火花塞點火 86
4.1.3 激光誘導等離子體點火 91
4.2 凹腔構型對強迫點火過程的影響 94
4.2.1 實驗方案設計 94
4.2.2 初始火焰形成與發展實驗 96
4.2.3 強迫點火后燃燒室中的穩定火焰建立過程 100
4.3 強迫點火過程點火位置優化 102
4.3.1 實驗方案設計 102
4.3.2 聚能火花塞點火 104
4.3.3 激光誘導等離子體點火 106
4.4 強迫點火模式分析 116
4.4.1 實驗方案設計 116
4.4.2 強迫點火過程分析 117
4.4.3 強迫點火模式研究 122
4.5 強迫點火源作用過程 124
4.5.1 實驗方案設計 124
4.5.2 強迫點火過程三維算例驗證分析 125
4.5.3 強迫點火源作用過程二維仿真研究 128
4.6 本章小結 133
參考文獻 134
第5章 凹腔中的火焰穩定與穩燃模式 136
5.1 凹腔上游噴注燃料的燃燒流場特征 136
5.1.1 實驗工況與計算設置 136
5.1.2 后緣突擴凹腔中乙烯燃燒流場結構特征分析 142
5.1.3 后緣突擴凹腔中氫氣燃燒流場結構特征分析 148
5.2 燃料噴注方案對火焰結構與燃燒強度的影響 151
5.2.1 實驗工況 151
5.2.2 燃料噴注方案對火焰穩定過程的影響 152
5.3 凹腔構型對火焰結構與燃燒強度的影響 160
5.3.1 不同凹腔構型條件下的氫氣火焰結構 160
5.3.2 不同當量比條件下的乙烯火焰結構 164
5.4 凹腔中的穩燃模式 168
5.4.1 不同凹腔構型條件下的穩燃模式 168
5.4.2 后緣突擴凹腔中穩燃模式的動態切換 172
5.4.3 后緣突擴凹腔對穩燃模式的影響 176
5.5 本章小結 180
參考文獻 182
第6章 凹腔中的火焰閃回過程 183
6.1 燃料噴注方案對火焰閃回過程的影響 183
6.1.1 不同燃料噴注壓力 183
6.1.2 不同燃料噴注距離 186
6.1.3 不同燃料噴注角度 187
6.1.4 不同燃料噴嘴數量 189
6.2 凹腔構型對火焰閃回過程的影響 189
6.2.1 不同凹腔長深比 192
6.2.2 不同凹腔后緣傾角 193
6.2.3 不同氮氣節流位置 193
6.3 邊界層條件及多種擾動因素對火焰閃回過程的影響 193
6.3.1 仿真條件 194
6.3.2 凹腔對火焰穩定性的影響 197
6.3.3 邊界層條件對火焰閃回的影響 198
6.3.4 多種擾動因素對火焰閃回的影響 200
6.4 火焰閃回誘發機制的理論模型 202
6.4.1 超聲速燃燒火焰閃回誘發機制模型 202
6.4.2 超聲速燃燒自點火與火焰傳播競爭模型 206
6.5 本章小結 208
參考文獻 209
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