2014年,俄罗斯的Zangiev,A E[19]等人用三维的计算方法数值模拟了在超音速飞行条件下的吸气式PDE,结果表明,吸气式PDE的比推力比理想的正常燃烧的冲压发动机要高出20-30%。
2015年美国的Roux,J A[20]用参数周期分析的方法对一个理想的PDE进行数值模拟,他把PDE的具体的推力性能包括比推力、油气比、热效率等作为总亚比和来流马赫数的函数,从而得出了一种可以通过输入各种参数而得出理想PDE性能的代数方程,这样可以从宏观上更为方便地研究PDE的性能。同年,印度的Srihari,P[21]等人,提出了一种用于研究瞬态、可压缩、间歇式PDE的方法,他们数值模拟了一维和二维轴对称的爆轰管,结果表明该方法可以减少爆轰模拟研究的计算复杂度。
国内对于PDE的研究起步较晚,但是发展较快。北京大学王健平[22-25]等人对预爆轰点火式PDE和旋转爆轰发动机进行了系列研究,对在一个循环中的流场发展进行了简化模型的二维数值模拟,结果表明在管口形成的膨胀波会逆流传播进推力管内部,从而使整个推力壁的平均压力迅速下降。
2008年西北工业大学的Jian-wen, LIU[26]等人应用改进的CE/SE方法和并行分区技术,针对二维非结构网格,数值模拟了单管PDE管内流场特性,成功地捕捉到了爆轰波。
2009-2016年我校翁春生教研组的王杰、马丹花、王研艳[27-33]等人利用CE/SE方法,推导了矩形网格和三角形网格的计算格式,对PDE进行了大量的数值模拟,包括一维、二维、二维湍流以及三维,不带喷管和带喷管,单相爆轰和两相爆轰,得到了大量的研究成果。
2014年北京交通大学的喻江[34]等人采用横截面为矩形的爆轰管对脉冲爆轰发动机进行实验和数值研究。采用底端点火,数值模拟了二维轴对称爆轰管内和管外流场,其结果表明,随着爆轰波喷出爆轰管,爆轰管内可燃混合气不断减少,爆轰波的强度也随之逐渐衰减,最终解耦为激波和爆轰产物。
2015年西北工业大学的Lu, Jie[35]等人设计和制造了一个液体燃料PDE,用于测试一个基于脉冲推力测量方法的新的推力系统的可行性,该系统可以有效测量PDE的平均推力。
综上所述,脉冲爆轰发动机的性能优势已经被各国科研人员认可,近10年来PDE的研究已经取得了长足的进步,其中PDE的数值模拟也取得了很大的进步,但是仍存在许多尚未解决的关键技术,对多管PDE的三维模拟仍存在许多空白:脉冲爆轰发动机间歇式燃烧方式与油气供给系统如何有效配合;如何加速点火后燃烧转爆轰(DDT)的过程;如何设计出适合各个工作过程的高性能喷管等等。由于在对PDE进行数值模拟的时候,对其做出了许多假设与简化,因此数值模拟的计算结果可能会与试验研究结果存在一定的误差,但是进行详尽的数值模拟可以为PDE性能预测、结构设计以及试验研究等提供帮助。
脉冲爆轰发动机研究现状概况(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_42927.html