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湿蒸汽火箭发动机教学实验系统研究被引量：1: 2012年; 从宇航专业人才培养的要求出发,并结合教学实际情况,提出了一种以湿蒸汽火箭发动机为基础的教学实验方法。分析了湿蒸汽火箭发动机的现况以及其优越性,说明了以此为基础的教学实验的优点,从而可以利用该湿蒸汽火箭发动机搭建教学实践平台,有助于学生更好的学习课程以及掌握火箭发动机的工作原理。; 魏志军刘玉群孙巍伟; 关键词：教学实验环保

热水火箭发动机非稳态工作过程数值模拟: 2015年; 为了更好地了解热水火箭发动机的工作特性,建立了热水火箭发动机内流场的数值计算模型,对发动机非稳态的工作过程进行模拟,并与实验数据对比进行验证。通过对发动机工作过程的研究,发现在发动机工作过程中,喷管之前相变较缓慢,而在喷管中相变比较剧烈,从而使得喷管部分的气体体积分数梯度较大,越靠近出口,气体体积分数越大,出口气体体积分数高达90%以上,其温度越低。发动机内部压力首先急剧降到初始温度对应的饱和压强,然后缓慢降低。把热水火箭发动机的工作过程分为三个阶段:初始段、中间段和拖尾段。发动机的总冲主要集中在中间段,约占总比冲的70%以上。; 孙巍伟魏志军王宁飞; 关键词：热水火箭发动机两相流闪蒸数值模拟

等直段直径对固体燃料超燃冲压发动机燃烧室性能的影响被引量：4: 2015年; 为了研究燃烧室内等直段直径的尺寸对固体燃料超燃冲压发动机燃烧室性能及流场特性的影响,基于国外研究者完成的固体燃料超燃冲压发动机的实验数据,对不同等直段直径燃烧室工作过程进行数值模拟。采用基于压力的二阶迎风差分数值方法,物理模型为轴对称结构,燃烧模型采用有限速率/涡耗散模型(Finite-Rate/Eddy-Dissipation),湍流模型采用SST k-ω模型。PMMA燃料进口边界由用户自定义函数的方式给定,分析不同等直段直径下超燃冲压发动机燃烧室内流场特性及其性能变化。数值模拟结果显示:随着等直段直径的增大,燃烧室可由壅塞状态转变为超声速流动状态,增大至某一数值(约为16.5mm)附近时,燃烧室出口可以达到完全膨胀状态。同时,燃烧室的燃烧效率逐渐增大,出口处燃烧效率由62.45%增大至72.74%。总压损失也逐渐增大,出口处最大值可达52%,而燃烧室推力逐渐减小。; 陶欢魏志军迟鸿伟孙巍伟王宁飞; 关键词：流场特性燃烧效率总压损失

热水火箭发动机喷管性能的影响因素: 2015年; 为了更好地了解影响热水火箭发动机喷管性能的因素,分别对不同参数条件下喷管内流场进行数值模拟.重点研究不同初始条件如不同初始压力、初始气体体积分数及过冷度和不同喷管结构如不同扩张比、收敛半角及扩张半角对推力的影响规律,计算结果表明:初始压力越大,推力越大;随着初始气体体积分数增大,推力会有一个先增大后减小的过程;热水火箭发动机内部初始温度越接近于饱和温度,推力越大;随着扩张比的增加,推力会有一个先增大后减小的过程;收敛半角对推力影响不大;扩张半角越大,推力越小.; 孙巍伟魏志军王宁飞; 关键词：热水火箭发动机闪蒸相变喷管性能流场

热水火箭发动机喷管内流场数值模拟被引量：1: 2014年; 为了更好地了解热水火箭发动机的工作特性,建立了热水火箭发动机喷管流动的数值计算模型,并通过算例进行验证。通过对发动机喷管内部流场的研究,发现收敛段中压力首先降到初始温度对应的饱和压强,然后继续降低,并且在喉部的位置开始发生相变,从而使流动变为气液两相流,而且喷管出口处气相体积分数高达99%以上;由于变声速的原因,可以使两相流的流动在喉部之后达到超声速;把喷管的流动分为三个过程:单向流动过程、降压闪蒸过程和膨胀加速过程,与常规的化学能火箭发动机相比有类似性,但是由于闪蒸相变的存在,使其存在一定的复杂性。; 孙巍伟魏志军陶欢王宁飞; 关键词：热水火箭发动机数值模拟相变闪蒸

固体燃料凹腔结构对超声速流动的影响被引量：4: 2014年; 针对在超声速来流下燃烧室中增加凹腔结构能否提高固体燃料的掺混效果进行研究。采用基于密度的二阶迎风差分数值方法模拟了固体燃料超燃冲压发动机燃烧室内不同凹腔结构的流场特性,并对燃料气体与来流气体掺混效果进行了分析。对比有无凹腔结构的燃烧室内流场各项特性,结果表明,超声速气流下凹腔结构对增强燃料掺混有明显的效果。对比不同长深比凹腔结构燃烧室中燃料与来流气体的掺混效率,结果表明,随着凹腔深度的增大,燃料和氧气的掺混效率逐渐增大;掺混效率达到了最大值后,再继续增大凹腔深度,掺混效率不会继续增大反而减小。在掺混效率达到最大值时,燃烧室出口处的总压损失也最大。; 陶欢魏志军迟鸿伟孙巍伟王宁飞; 关键词：凹腔总压损失

燃烧室长度对固体燃料超燃冲压发动机燃烧室性能的影响被引量：5: 2016年; 基于国外研究者完成的固体燃料超燃冲压发动机的实验数据,通过分别改变燃烧室等直段长度和扩张段长度,对不同总长的燃烧室工作过程进行数值模拟.采用基于压力的2阶迎风差分数值方法,物理模型为轴对称结构,燃烧模型采用有限速率/涡耗散模型(finite-rate/eddy-dissipation),湍流模型采用SST(shear stress transport)k-ω模型.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)燃料进口边界由用户自定义函数的方式给定,分别分析了不同长度,即不同等直段长度或扩张段长度下超燃冲压发动机燃烧室内流场特性及其性能变化.结果表明:随着等直段长度的增大,燃烧室出口处燃烧效率逐渐减小,从72.74%降低至66.81%,而燃烧室内总压损失逐渐减小,燃烧室推力逐渐增大,可由85.83N增加至108.55N;改变扩张段长度,发现扩长段长度变化对燃烧室流场结构的影响较小,随着扩张段长度的增大,燃烧室出口燃烧效率和燃烧室推力都略微减小.在燃烧室长度的设计范围内,增大等直段的长度要比增大扩张段长度对提升燃烧室各项性能有帮助.; 陶欢魏志军迟鸿伟孙巍伟王宁飞; 关键词：燃烧效率总压损失

热水火箭发动机实验研究被引量：3: 2013年; 为了解热水火箭发动机的内弹道性能,分别在不同初始压强、不同喷喉直径、不同加水量的情况下进行了实验。获得了不同情况下发动机工作的数据。通过数据的分析,总结提出了发动机工作的四个阶段:初始段、过渡段、近似线性段和拖尾段;得出初始压强、喷喉直径、加水量对发动机内弹道性能的影响规律,同时发现了在发动机工作工程中,其压强曲线都是经历一个先急剧下降后缓慢下降的过程,但是当初始压强较低时,压强曲线在过渡段会出现一个短暂的先升后降的波动。分析得出:热水火箭发动机的比冲受初始压强值的影响较大,而与喷喉直径或者加水质量无关;常规火箭发动机的推力计算公式并不适用于热水火箭发动机。; 孙巍伟李世鹏魏志军陶欢王宁飞; 关键词：热水火箭发动机内弹道性能

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孙巍伟