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国家自然科学基金(51076015)

作品数:10 被引量:69H指数:5
相关作者:张峤王宁飞苏万兴李军伟王伟臣更多>>
相关机构:北京理工大学中国空间技术研究院西安近代化学研究所更多>>
发文基金:国家自然科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 10篇航空宇航科学...

主题

  • 7篇火箭
  • 7篇火箭发动机
  • 7篇固体火箭
  • 7篇固体火箭发动...
  • 3篇旋涡
  • 3篇旋涡脱落
  • 3篇振荡
  • 3篇振荡特性
  • 3篇涡脱落
  • 2篇压力振荡
  • 2篇不稳定燃烧
  • 1篇压强振荡
  • 1篇羽流
  • 1篇数值模拟
  • 1篇推力
  • 1篇燃烧
  • 1篇燃烧模型
  • 1篇阻尼
  • 1篇阻尼特性
  • 1篇温度

机构

  • 8篇北京理工大学
  • 1篇西安近代化学...
  • 1篇中国空间技术...

作者

  • 8篇王宁飞
  • 8篇张峤
  • 7篇苏万兴
  • 6篇李军伟
  • 3篇王伟臣
  • 2篇李世鹏
  • 2篇叶青青
  • 1篇许毅
  • 1篇王长健
  • 1篇张雁

传媒

  • 2篇航空动力学报
  • 2篇固体火箭技术
  • 2篇推进技术
  • 1篇宇航学报
  • 1篇兵工学报
  • 1篇Chines...
  • 1篇Scienc...

年份

  • 1篇2015
  • 3篇2013
  • 1篇2012
  • 5篇2011
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
Effect of the head cavity on pressure oscillation suppression characteristics in large solid rocket motors
2015年
In order to discover the effect of head cavity on resonance damping characteristics in solid rocket motors, large-eddy simulations with wall-adapting-local-eddy-viscosity subgrid scale turbulent model are implemented to study the oscillation flow field induced by vortex shedding based on the VKI (yon Karman Institute) experimental motor. Firstly, mesh sensitivity analysis and grid-independent analysis are carried out for the computer code validation. Then, the numerical method is further validated by comparing the calculated results and experimental data. Thirdly, the effects of head-end cavity on the pressure oscillation am-plitudes are studied in this paper. The results indicate that cavity volume, location and configuration have a cooperative ef- fect on the oscillation amplitude. It is proved that Rayleigh criterion can be used as a guiding principle for the design of reso- nance damping cavity. The change of the head-end cavity breaks the balance between the mass flux and acoustic energy. Therefore, the pressure oscillation characteristics change accordingly. It is concluded that a large mass flux added at the pres- sure antinode could attribute to significant amplitude. Meanwhile, the damping effect of the cavity is stronger when the dis- tance between cavity and pressure antinode becomes shorter. Finally, this method is applied to the modification of an engi- neering solid rocket motor. The static test of solid rocket motor reflects that the oscillations can be effectively suppressed by a head-end cavity.
ZHANG QiaoWANG NingFeiLI JunWeiSU WanXingZHANG Yan
固体火箭发动机推力振荡特性数值研究被引量:3
2011年
为了揭示固体火箭发动机推力振荡特性,以大型助推器P230的缩比发动机为基础,使用大涡模拟方法,对障碍物旋涡脱落诱发的振荡流场开展数值模拟,通过对比燃烧室压力、推力的振频和振幅,总结了推力振幅的估算方法。研究结果表明,推力振幅对压力振幅放大机理的关键参数是喉通比,放大比例与喉通比成反比;奇数阶声振型对推力振幅的贡献最大,偶数阶声振型对推力振幅的影响可以忽略,旋涡脱落对推力振幅的作用小于奇数阶声振型,且随涡/声耦合程度的增大而增强。
张峤苏万兴李军伟王伟臣王宁飞
关键词:固体火箭发动机
工作条件对固体发动机羽流温度场的影响被引量:6
2011年
建立了羽流流场的耦合计算模型,通过在流场能量方程中引入辐射源项,实现了流场计算与辐射传输的耦合求解。使用有限速率模型对羽流中后燃反应进行了模拟,使用离散坐标法求解羽流辐射传输方程,得到了羽流红外辐射出射度在1 000~4 500/cm波数范围内的分布情况及辐射出射度在近场内的分布云图,计算结果与试验数据符合较好。研究结果表明,不同工作压强、来流马赫数和飞行高度均会在一定程度上改变羽流流场结构和温度分布情况。
王伟臣李世鹏张峤王宁飞王长健许毅
关键词:航空航天推进系统固体发动机红外辐射
某固体火箭发动机工作末期不稳定燃烧被引量:11
2013年
针对某固体火箭发动机工作末期出现的压力振荡现象开展了数值研究与线性预估.通过有限元方法得到了燃烧室空腔的声模态及固有声振频率,轴向1阶与2阶声振频率随燃面退移先减小后增大;利用大涡模拟方法分析了燃烧室内的流场特性及压力振荡特性,振荡频率与试验结果一致,判定该发动机出现了以轴向1阶声振频率为主导的不稳定燃烧;其次分析了发动机内阻尼特性,其阻尼随燃面退移不断减小;最后通过不稳定燃烧线性理论解释了该发动机工作末期出现压力振荡的机理,表明燃面退移过程中喉通比下降是导致发动机由线性稳定转向线性不稳定状态的关键因素.
苏万兴李世鹏张峤赵艳栋叶青青王宁飞
关键词:固体火箭发动机不稳定燃烧压力振荡阻尼特性
固体火箭发动机不稳定燃烧研究进展被引量:30
2011年
对固体火箭发动机不稳定燃烧的国内外研究现状和进展进行了详细综述.分别从物理概念、理论预估模型、实验研究、数值模拟等方面出发,论述了不稳定燃烧研究过程中的难点和一些经验教训.提出了应加强流场与声场能量交换、铝粉综合作用等机理的理论研究;开展分布燃烧、脉冲触发不稳定燃烧的实验研究;进一步开发稳定性预估软件等观点,为国内固体火箭发动机在该领域的研究提供参考.
王宁飞张峤李军伟苏万兴
关键词:固体火箭发动机不稳定燃烧数值模拟
固体火箭发动机中铝粉燃烧研究概述被引量:21
2011年
介绍了固体火箭发动机中单个铝颗粒燃烧模型的发展与铝颗粒的燃烧特性;阐述了铝粉分布燃烧现象、分布燃烧放热与声场的耦合关系及其对发动机稳定性的增益作用;总结了惰性颗粒的阻尼理论以及在表面旋涡脱落条件下惰性颗粒对压强振荡的放大作用;提出了应从复杂流场中全面考虑铝粉燃烧对发动机的增益与阻尼作用,建立其对发动机工作稳定性影响的综合判据的观点。
王宁飞苏万兴李军伟张峤
关键词:固体火箭发动机燃烧模型旋涡脱落
Influence of thermal inhibitor position and temperature on vortex-shedding-driven pressure oscillations被引量:4
2013年
Vortex-acoustic coupling is one of the most important potential sources of combustion instability in solid rocket motors (SRMs). Based on the Von Karman Institute for Fluid Dynamics (VKI) experimental motor, the influence of the thermal inhibitor position and temperature on vortex-shedding-driven pressure oscillations is numerically studied via the large eddy simulation (LES) method. The simulation results demonstrate that vortex shedding is a periodic process and its accurate frequency can be numerically obtained. Acoustic modes could be easily excited by vortex shedding. The vortex shedding frequency and second acoustic frequency dominate the pressure oscillation characteristics in the chamber. Thermal inhibitor position and gas temperature have little effect on vortex shedding frequency, but have great impact on pressure oscillation amplitude. Pressure amplitude is much higher when the thermal inhibitor locates at the acoustic velocity anti-nodes. The farther the thermal inhibitor is to the nozzle head, the more vortex energy would be dissipated by the turbulence. Therefore, the vortex shedding amplitude at the second acoustic velocity antinode near 3/4L (L is chamber length) is larger than those of others. Besides, the natural acoustic frequencies increase with the gas temperature. As the vortex shedding frequency departs from the natural acoustic frequency, the vortex-acoustic feedback loop is decoupled. Consequently, both the vortex shedding and acoustic amplitudes decrease rapidly.
Su WanxingLi ShipengZhang QiaoLi JunweiYe QingqingWang Ningfei
涡脱位置及温度对涡声效应压力振荡影响被引量:5
2013年
为探索涡-声效应对固体火箭发动机中压力振荡特性的影响,基于VKI(Von KarmanInstitute for Fluid Dynamics)发动机,通过改变挡板位置与燃气温度,对旋涡脱落引起的压力振荡进行了大涡模拟数值研究。耦合分析表明:挡板位于速度波腹附近,压力振荡最为严重;旋涡能量在输运过程中易于被湍流耗散,靠近喷管的二阶速度波腹处旋涡脱落压力振幅明显高于其它位置。解耦分析表明:温度对旋涡脱落频率影响不大,当旋涡脱落频率与声振频率分离后,压力振幅显著下降。
苏万兴李军伟张峤叶青青王宁飞
关键词:固体火箭发动机旋涡脱落压力振荡
头部空腔对固体火箭发动机压强振荡抑制作用的数值研究被引量:2
2012年
为了揭示头部空腔对固体火箭发动机压强振荡的抑制原理,以VKI实验发动机为基础,使用大涡模拟方法,对障碍物旋涡脱落诱发的振荡流场开展了数值研究,获得了压强振荡的频率和幅值,并和实验数据进行了对比。通过在发动机头部加入空腔,发现压强振幅明显减弱,证实了瑞利准则用于指导头部装药抑振设计的有效性。研究结果表明,空腔体积、位置、形状对振幅的影响很大,改变装药结构本质上是质量抽取与注入之间的相互抗争过程。装药头端复杂流场对抑振基本无效,在声压波节处改变药型对抑振基本无效,在声压波腹处加入的质量通量越大,振幅增加越显著,空腔越靠近声压波腹,空腔对声能的阻尼效应越强。
张峤李军伟苏万兴张雁王宁飞
关键词:固体火箭发动机振荡特性空腔
固体火箭发动机涡声耦合特性数值研究被引量:10
2011年
为了揭示固体火箭发动机内涡/声耦合机理,以VKI实验发动机为基础,使用大涡模拟方法,对不同温度下障碍物旋涡脱落诱发的振荡流场开展数值研究,获得了燃烧室内速度分布以及压力振荡的频率和幅值,并和实验数据进行了对比。结果表明,旋涡脱落频率与某阶声振频率相等不是涡/声耦合的必要条件;速度幅值对旋涡脱落频率的影响是主要的;平均马赫数对旋涡脱落频率的影响不大,对压力振幅的影响显著。
张峤李军伟王伟臣苏万兴王宁飞
关键词:固体火箭发动机旋涡脱落振荡特性
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