吸气式旋转爆震发动机性能数值研究(3)
Takayuki Yamada [8]等在旋转爆震数值模拟中主要研究了点火区域尺寸和点火热值对与旋转爆震极限的影响，并且计算出不同点火区域尺寸和点火热值条件下的比冲。
Douglas Schwer [9]在数值模拟中考虑了喷注孔和喷注腔对发动机性能的影响。对比了没有喷孔模型和有喷孔喷注模型燃烧室的内流场结构和发动机性能。并且他们通过改变喷注孔的面积和角度，研究了爆震波对喷注区域压力的影响。数值研究结果显示，把喷注孔加入计算使得流场更加准确，但是有喷注孔和没有喷注孔的发动机比冲相差不大。
Tae-Hyeong Yi [10]等对以H2+Air为反应物的发动机进行了三文数值模拟，他们模拟了不同爆震波数量的燃烧室流场。处理数据得到单爆震与双爆震波发动机在稳定工作时推力相差不大。他们还对喷管形状对旋转爆震发动机性能的影响进行了分析。得出发动机喷管使用扩张形时，喷出气体速度高，推力和比冲更大。他们还对比了脉冲爆震发动机和旋转爆震发动机的比冲值。对比结果显示虽然脉冲爆震发动机最大推力大，但是其平均值低，导致脉冲爆震发动机的比冲低于旋转爆震发动机比冲。
国防科技大学的刘世杰、林志勇[11，12]等采用H2和Air为反应物，模拟了不同尺寸发动机的内部流场，并通过分析内部流场得到爆震波起爆过程。得出成功爆震的条件是发动机尺寸不能小于一个确定值。计算不同尺寸发动机比冲得到比冲最大可以达到1685N.s/kg。
南京理工大学的姜孝海、范宝春[13]等对同时有H2-Air预混气体和空气的环形燃烧室进行三文数值模拟。主要研究了流场从点火到发展成旋转爆震的过程。数值模拟结果表明，爆震波产物因为受到温度膨胀作用和传播速度引起的离心作用流向外壁，内外壁的压力差有利于燃料进入燃烧室，实现爆震波的稳定传播。模拟数据还反应了爆震波在内壁面上的反射情况以及爆震波和斜激波焦点处压力、温度不稳定的现象。
邵业涛、王健平[14]等用两步化学反应模型的对简化的连续爆轰模型进行二文数值模拟。他们计算了周长为6.2cm的圆环腔展开的二文平面的多个爆震循环过程。他们模拟出了能够长时间稳定传播的旋转爆震波，并分析了燃烧室的流场结构和爆震波的传播原理。他们数值模拟的流场结构与对应条件下的实验得出的流场结构相似。
马虎，陈洁[15、16、17]等以氢气和空气为反应混合物的旋转爆震发动机内流场进行二文模拟。他们模拟了不同燃烧室长度、不同外界环境反压、入口总压下的旋转爆震波。从数值模拟数据可以得出压力越大旋转爆震发动机的比冲越小，入口总压是影响爆震波压力温度的主要因素。燃烧室的长度对爆震波的压力影响很大，长度很小时爆震波压力小。
1.3 本文主要研究工作
由于前人多数以氢气氧气为反应物研究旋转爆震的流场结构和特性，以辛烷和空气为反应物的吸气式旋转爆震数值模拟较少。本文将会运用Fluent对辛烷空气为反应物的吸气式旋转爆震发动机进行数值模拟，并对计算结果进行分析，为今后吸气式旋转爆震的实验研究提供一些参考。论文的主要内容包括以下几个部分：
1、用gambit画出忽略燃烧室径向厚度、沿环形燃烧室母线剪开后展开的二文区域的网格。确定化学反应模型，计算的控制方程，求解方法，并在fluent中设置边界条件，然后进行流场模拟。
2、计算不同来流马赫数和飞行高度下的总温、静温、总压、静压。模拟不同飞行条件下的旋转爆震发动机的流场。比较fluent模拟的流场特性和实验得到的流场特性区别，比较fluent模拟的爆震波速度和CEA计算的理论爆震波速度区别。得出该计算方法的正确性和可靠性。