冲压发动机工作过程数值仿真与实验研究
本文研究分析了SFRJ流场内的燃烧和流动特性，并且以ANSYS FLUENT为基础，应用标准模型作为湍流模型、涡耗散概念模型（EDC）作为湍流燃烧模型、编写相应的UDF程序，对SFRJ的结构尺寸对SFRJ的工作性能的影响进行数值仿真。结果表明随固体燃料内径的增加，固体燃料燃速增加；随燃烧室入口直径的增加，固体燃料燃速减小；结构相似尺寸的发动机对固体燃料燃速的影响很小。将仿真结果与实验研究的结果进行对比，验证了本文中数值仿真方法是合理的。26675
毕业论文关键词 固体燃料冲压发动机 燃烧特性 数值仿真 实验研究毕业设计说明书外文摘要
Title Numerical Simulation and Experimental Research on working progress of Solid Fuel Ramjet
Abstract
With a series of advantages such as a simple structure, a high specific of solid fuel, and stable working, the solid fuel ramjet will be the preferred power plant of supersonic missiles and extend-rang projectiles in the future.
This paper studied and analyzed the combustion and flow characteristics of SFRJ. On the basis of ANSYS FLUENT, the standard model was used as turbulence model, the eddy dissipation concept model (EDC) was adopted as combustion model and the related UDF program was written in order to investigate the influence of SFRJ geometry on its working performance. The result shows that the solid fuel regression rate increase with the increase of solid fuel inner diameter and the decrease of the air inlet diameter, while the geometrical similarity of SFRJ have relatively smaller influence. The simulation results were compared with the experimental results, which verified that the method of numerical simulation is reasonable.
Keywords SFRJ; Combustion characteristics; Numerical simulation; Experimental study
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外的研究发展现状 2
1.3 本文主要研究工作 6
2 SFRJ工作过程数值仿真物理数学模型 9
2.1 SFRJ的工作过程 9
2.2 SFRJ工作性能数值仿真的物理数学模型 9
2.3 求解控制方程 14
2.4计算流程 14
2.5 SFRJ算例的验证 15
2.6 本章小结 16
3 SFRJ结构尺寸对固体燃料PE燃速的影响仿真结果 17
3.1 计算模型与网格划分 17
3.2 仿真结果与分析 18
3.3 本章小结 28
4 SFRJ工作过程的实验研究 29
4.1 SFRJ直连式实验系统 29
4.2 实验过程 32
4.3 实验结果分析 33
4.4 本章小结 35
5 结论与展望 36
5.1 本文研究工作总结 36
5.2 未来工作展望 36
致 谢 38
参 考 文 献 39
附表A 不同温度下PE的热解产物组分质量百分含量 41
附录A 用户自定义函数UDF 42
1 引言
1.1 研究背景及意义
随着武器系统的攻防和对抗能力的进步，武器系统的突防能力和远程化已经成为衡量武器系统性能的重要技术战术指标，而且提高武器弹药的射程和突防能力已经成为各国加强炮兵火力研究的重点内容，也是未来武器系统的发展趋势[1]。