利用氢氧爆轰产生高焓气流装置的性能研究

IMECH-IR > 力学所知识产出(1956-2008)

	利用氢氧爆轰产生高焓气流装置的性能研究
	赵伟
导师	俞鸿儒
	1999
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	博士
关键词	激波管爆轰波爆轰驱动混合 Taylor稀疏波
摘要	为满足超高速飞行器进行真实气体效应、再入物理现象和超声速燃烧地面实验研究，要求激波风洞具有极强的驱动性能，爆轰驱动利用氢氧爆轰波后的高温高压气体，作为激波风洞的驱动气源，产生高焓及高贮室压力的试验气流。这一强激波驱动方式受到当前世界各国的重视。本文针对氢氧爆轰驱动激波管的工作机理、驱动性能以及实现这一方式的关键技术，以实验为基础，在BBF100爆轰试验管以及爆轰驱动激波风洞上进行了系统的实验研究。分析了氢氧混合气体立即起爆的机理，确定了效果良好，性能稳定的爆轰驱动点火装置；以气体动力学为基础，研制出配比精确、混合均匀的高压充气、混合装置；这些技术应用于爆轰驱动激波风洞并获得成功。分析了在驱动段上游串接的卸爆段的作用及其特点，给出了较为系统的反向爆轰驱动以及前向爆轰驱动激波管的性能参数。并对两种爆轰模式的性能及特点进行了分析和对比。采用真实气体平衡流的计算方法，给出了爆轰驱动激波风洞的性能参数，以准一维Euler方程解为基础，采用二阶精度的NDD格式，结合化学反应动力学，建立了爆轰驱动激波管流场数值模拟程序，并进行了实验验证。结果表明：前向爆轰驱动通过采用变截面驱动技术，改善了驱动气流品质，增强了驱动能力，在产生高焓试验气流状态时其驱动能力高出反向模式的驱动能力约一个数量级。但当入射激波马赫数较低时，由于Taylor稀疏波的干扰，入射激波衰减较为严重，，波后流场定常时间有限。因此，前向爆轰驱动宜于用来产生高焓试验气流状态。反向爆轰驱动激波衰减较小，波后流场较为恒定，宜于用来产生高P5（高Re数）试验气流状态。在二维Euler方程数值解的基础上，对优化前向爆轰驱动的变截面驱动段结构，提高前向爆轰驱动激波管的性能提出了改进意见。
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/24406
专题	力学所知识产出(1956-2008)
推荐引用方式 GB/T 7714	赵伟. 利用氢氧爆轰产生高焓气流装置的性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,1999.

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