管间绕射激波触发爆震波的特性研究

论文摘要

为了研究管间绕射激波触发爆震波的机理与特性,本文设计了一个单爆实验平台,分别对激波触发爆震波的宏观特性和胞格特性进行了研究。研究结果如下:在宏观特性实验研究中,主要通过改变入射激波强度、管径比、管间过渡方式和反射器等参数来研究其对爆震波触发的影响。结果表明:实验中实际存在两种热点形成进而触发爆震的机制,一是绕射激波与锥体面反射激波聚焦形成热点,二是入射激波在反射锥体处发生马赫反射,马赫杆与管壁面反射激波相互作用形成热点;入射激波强度大,有利于促进爆震波的形成,入射激波马赫数2.0与1.7相比,可以使火焰与激波的耦合位置前移200mm以上;反射器的存在使爆震波触发所需时间缩短了1800μs以上,对于锥形反射器,堵塞比0.403时最有利于爆震波触发。在胞格特性实验研究中,使用烟迹法采集了爆震波胞格结构,结果表明:爆震波内有复杂的三维立体结构,入射激波强度对于横波和热点形成有一定的影响。本文的研究成果对于脉冲爆震发动机的起爆提供了丰富的经验,对今后爆震发动机的研制具有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 激波绕射聚焦触发爆震波的研究背景与研究意义
• 1.2 激波绕射聚焦触发爆震波的理论基础
• 1.3 激波绕射聚焦触发爆震波的研究现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 激波触发爆震波的实验系统以及实验方案设计
• 2.1 引言
• 2.2 实验系统
• 2.2.1 激波段
• 2.2.2 过渡段
• 2.2.3 测试段
• 2.2.4 气路系统
• 2.2.5 测试系统
• 2.3 实验方法
• 2.4 实验参数
• 第三章 绕射激波触发爆震波的宏观特性研究
• 3.1 引言
• 3.2 入射激波强度对触发爆震波的影响
• 3.2.1 入射激波强度对C-J 爆震波的影响
• 3.2.2 入射激波强度对火焰和压缩波耦合的影响
• 3.2.3 入射激波强度对爆震波起爆的影响
• 3.3 管间过渡方式、管径比对触发爆震波的影响
• 3.3.1 管间过渡方式、管径比对最小可爆激波马赫数的影响
• 3.3.2 管间过渡方式对爆震波起爆的影响
• 3.3.3 管径比对爆震波起爆的影响
• 3.4 反射器安装位置及放置方式对触发爆震波的影响
• 3.4.1 无激波反射器时的起爆特性分析
• 3.4.2 反射器安装位置对触发爆震波的影响
• 3.4.3 反射器正置和反置对触发爆震波的影响
• 3.4.4 反射器正置时对爆震波不同触发位置的起爆机理分析
• 3.5 反射器类型及堵塞比对触发爆震波的影响
• 3.5.1 反射器安装方法的改进
• 3.5.2 锥形反射器堵塞比对最小可爆激波马赫数的影响
• 3.5.3 锥形反射器堵塞比对触发爆震波的影响
• 3.5.4 反射器类型对触发爆震波的影响
• 3.6 小结
• 第四章 激波触发爆震波的胞格特性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验系统
• 4.2.1 爆震波胞格结构的现象分析
• 4.2.2 激波强度对爆震波胞格的影响
• 4.3 结论
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文的主要研究成果
• 5.2 不足及改进
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果以及发表学术论文