Ansys无阀式脉冲发动机工作过程数值模拟
时间:2018-03-28 14:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要无阀脉冲发动机，由于其结构简单，它或许是理想的廉价的推进系统。在这篇文章里，用现代数值模拟技术来模拟计算无阀脉冲发动机的工作过程。在模拟过程中，观察无阀脉冲发动机的压力、温度、推力随着进气管和尾管长度的变化情况，从而来知道脉冲发动机实际设计。模拟发动机的燃料是丙烷。数值模拟是在Ansys CFX 平台上进行的，模拟过程中湍流模型选取 模型,燃烧模型采用埃迪耗散模型（EDM）。20299 关键词 脉冲发动机 无阀脉冲发动机 数值模拟 推进 毕业论文设计说明书（论文）外文摘要 Title numerical simulation of the valveless pulsejet Abstract Due to the simplicity in structure and the reliability in performance, the valveless pulsejet may be the most ideal low cost propulsion system for small-sized aerospace vehicle. In this paper, the modern simulation Techonology is used to simulate the valveless pulsejet’s operation process. Computer simulation CFD software (CFX14.0) was used to numerically predict components length’s influence on pulsejet’s performance. Pressure, temperature, and frequency are measured as a function of valveless inlet and outlet lengths .It is running on propane fuel. The turbulent flow and reaction rate are modeled with the k-Omega model and the Eddy Dissipation Model(EDM),respectively. Key words pulsejet valveless simulation propulsion 目 次 1 绪论 1 1.1 本课题研究背景及意义 1 1.2 脉动燃烧 1 1.1.1 脉动燃烧器工作原理 2 1.1.2 脉动燃烧器优点 3 1.1.3 脉动燃烧器应用 4 1.3 无阀脉冲发动机 7 1.3.1 无阀脉冲发动机发展历史 7 1.3.2 无阀脉冲发动机工作原理 8 1.3.3 无阀式脉冲喷气发动机分类 11 1.3.4 无阀脉冲发动机发展趋势 12 2 数值模型 12 2.1 研究对象 13 2.2 数学模型 13 2.2.1 控制方程组 13 2.2.2 燃烧模型 17 2.3 计算模型 18 2.3.1 网格生成 18 2.3.2 分析类型及计算域的设定 20 2.3.3 边界条件 22 2.3.4 流场初始化 24 2.3.5 求解控制 25 3 结果和讨论 26 3.1 无阀脉冲发动机的工作循环过程 26 结 论 35 致 谢 36 参考文献37 1 绪论 1.1 本课题研究背景及意义 脉冲发动机，具有热容强度高，自吸气、结构简单、活动部件少及推重比高等众多优点，因此，脉冲发动机广泛用于无人机、巡飞弹、靶机等武器系统领域。而无阀脉冲发动机，进气道起到了气动阀的作用，从而进一步简化了发动机结构。因此，研究无阀脉冲发动机，对于国防相关领域是有着重大意义的。除了应用与国防相关领域外，脉冲发动机在民用如干燥、燃烧、采暖等方面的应用也是比较广泛的。 1.2 脉动燃烧 脉动燃烧是它介于普通燃烧与爆燃之间，在声振条件下的一种周期性燃烧方式。1945年，Lord Rayleigh提出了一个用来判断脉动燃烧控制机理的瑞利准则：周期性的燃烧放热与系统内气流的压力脉动同步进行(耦合)，以补偿气流在脉动时的能量损失。若在空气压力最高时加入热量或在压力最低时取出热量，那么脉动燃烧室里的振动就会增强, 反之, 则振动减弱。根据瑞利准则, 能够实现这种效果的脉动燃烧装置有以下3种基本形式[2]: (责任编辑：qin) |