吸氣式高超聲速飛行器技術(shù)已經(jīng)成為世界強(qiáng)國爭相角逐的空天領(lǐng)域前沿焦點技術(shù)。然而，作為核心動力裝置，超燃沖壓發(fā)動機(jī)研制仍面臨液態(tài)燃料霧化機(jī)理不清晰、噴霧特性未掌握等關(guān)鍵難題。本書系統(tǒng)總結(jié)了作者課題組長期開展超聲速氣流條件下液體橫向射流霧化研究的主要成果，包括表面波演化與破碎霧化機(jī)理、噴射近場的噴霧流場特征、噴霧的分布特性與空間形態(tài)、霧化特性與燃燒室結(jié)構(gòu)影響、混合特性及混合增強(qiáng)方法等內(nèi)容，充分展示了超聲速氣流中液體橫向射流霧化研究的最新成果，并探索了面向發(fā)動機(jī)的實際應(yīng)用。
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目錄
第1章緒論1
1.1研究背景與意義1
1.2超聲速氣流中液體橫向射流霧化過程研究方法5
1.2.1理論研究5
1.2.2實驗研究8
1.2.3數(shù)值研究14
1.3超聲速氣流中液體橫向射流噴霧的分布特性研究進(jìn)展20
1.3.1穿透深度20
1.3.2展向?qū)挾?3
1.4超聲速氣流中液體橫向射流噴霧的霧化特性研究進(jìn)展26
1.4.1液滴粒徑分布26
1.4.2液滴速度分布28
1.5小結(jié)32
參考文獻(xiàn)33
第2章超聲速氣流中液體橫向射流噴霧近場特征47
2.1弓形激波特征與運(yùn)動規(guī)律47
2.1.1弓形激波起始點與脫體距離48
2.1.2弓形激波角度53
2.1.3弓形激波的振蕩分布58
2.2二次激波結(jié)構(gòu)及其發(fā)展演化61
2.2.1二次激波的相似特征與匹配方法62
2.2.2二次激波位置及局部流場結(jié)構(gòu)66
2.2.3二次激波的動態(tài)演化69
2.3表面波增長與演化71
2.3.1圖像處理與特征提取71
2.3.2表面波的定量描述78
2.3.3迎風(fēng)面速度分布與加速特性84
2.3.4表面波振幅的增長規(guī)律93
2.3.5表面波波長的空間演化98
2.4小結(jié)102
參考文獻(xiàn)103
第3章超聲速氣流中液體橫向射流霧化過程與霧化機(jī)理105
3.1液體橫向射流霧化機(jī)理105
3.1.1噴霧分區(qū)105
3.1.2液柱破碎機(jī)理111
3.1.3表面破碎機(jī)理115
3.1.4液滴破碎機(jī)理118
3.2液體橫向射流噴霧場分層122
3.2.1流向分層122
3.2.2縱向分層124
3.3液體橫向射流霧化過程建模126
3.3.1連續(xù)液柱建模127
3.3.2液柱變形計算133
3.3.3實驗驗證138
3.4小結(jié)145
參考文獻(xiàn)145
第4章超聲速氣流中液體橫向射流噴霧穿透深度特性150
4.1穿透深度的數(shù)學(xué)模型150
4.1.1基準(zhǔn)穿透深度150
4.1.2半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?52
4.1.3穿透深度敏感性分析153
4.2工作參數(shù)對穿透深度的影響156
4.2.1噴注壓降的影響156
4.2.2液氣動量比的影響161
4.2.3來流溫度的影響163
4.2.4來流總壓的影響167
ⅹ超聲速氣流中液體橫向射流霧化過程與噴霧特性目錄ⅸ
4.3結(jié)構(gòu)參數(shù)對穿透深度的影響169
4.3.1噴嘴直徑的影響169
4.3.2噴嘴形狀的影響172
4.3.3噴注位置的影響173
4.4噴霧分?jǐn)?shù)與邊界帶175
4.4.1概念175
4.4.2噴霧分?jǐn)?shù)的計算176
4.4.3多參數(shù)協(xié)同作用規(guī)律178
4.4.4縱向邊界帶模型181
4.5小結(jié)184
參考文獻(xiàn)184
第5章超聲速氣流中液體橫向射流噴霧分布特性186
5.1橫截面噴霧分布特性186
5.1.1瞬態(tài)結(jié)構(gòu)186
5.1.2噴霧分?jǐn)?shù)的分布規(guī)律187
5.1.3噴霧分?jǐn)?shù)的參數(shù)影響規(guī)律188
5.2“Ω”形噴霧橫截面形成機(jī)理190
5.2.1噴霧的氣相流場研究190
5.2.2“Ω”形分布形成機(jī)理193
5.3橫向射流噴霧展向?qū)挾扔绊懸?guī)律197
5.3.1噴嘴形狀的影響197
5.3.2噴注壓力的影響198
5.3.3噴嘴直徑的影響200
5.3.4噴注角度的影響200
5.4噴霧三維結(jié)構(gòu)201
5.4.1橫截面分布的數(shù)學(xué)描述202
5.4.2噴霧的三維分布模型204
5.4.3噴霧的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)205
5.5小結(jié)208
參考文獻(xiàn)209
第6章超聲速氣流中液體橫向射流噴霧的霧化特性211
6.1平均直徑計算方法211
6.1.1有限樣本SMD計算211
6.1.2概率閾值法214
6.1.3數(shù)據(jù)率分析218
6.2液滴尺寸分布規(guī)律220
6.2.1單點液滴尺寸統(tǒng)計分布220
6.2.2液滴尺寸縱向分布規(guī)律223
6.2.3液滴尺寸流向分布規(guī)律230
6.2.4噴注壓降的影響234
6.2.5噴嘴直徑的影響240
6.3液滴速度分布規(guī)律247
6.3.1單點速度統(tǒng)計分布247
6.3.2流向速度空間分布規(guī)律248
6.3.3縱向速度空間分布規(guī)律253
6.3.4噴嘴直徑的影響256
6.4液滴尺寸分布模型261
6.4.1液滴尺寸概率分布261
6.4.2最大熵原理265
6.4.3基于物理量守恒的分布模型268
6.4.4基于特征直徑約束的分布模型273
6.5小結(jié)282
參考文獻(xiàn)282
第7章燃燒室結(jié)構(gòu)對霧化特性的影響284
7.1凹腔燃燒室液滴尺寸與速度分布284
7.1.1中心對稱面數(shù)據(jù)率分析284
7.1.2中心對稱面液滴尺寸分布287
7.1.3中心對稱面液滴速度分布288
7.2凹腔內(nèi)部液滴尺寸與速度分布292
7.2.1凹腔內(nèi)部數(shù)據(jù)率分析292
7.2.2凹腔內(nèi)液滴的尺寸分布293
7.2.3凹腔內(nèi)部液滴的速度分布296
7.3液滴在凹腔燃燒室中運(yùn)動過程300
7.3.1噴霧分布數(shù)值模擬300
7.3.2液滴運(yùn)動過程分析304
7.4凹腔尺寸對噴霧特性的影響306
7.4.1凹腔尺寸對穿透深度的影響307
7.4.2凹腔尺寸對液滴尺寸的影響308
7.4.3凹腔尺寸對液滴速度的影響311
7.5小結(jié)315
參考文獻(xiàn)316
第8章超聲速氣流中液體橫向射流噴霧混合特性317
8.1脈動噴射對混合特性的影響317
8.1.1方波脈沖射流317
8.1.2正弦波動射流325
8.2氣體伴隨射流對噴霧混合特性的影響347
8.2.1研究方案348
8.2.2數(shù)據(jù)處理方法363
8.2.3工作參數(shù)對混合特性的影響367
8.2.4結(jié)構(gòu)參數(shù)對混合特性的影響374
8.2.5氣體伴隨射流條件下的穿透深度模型382
8.3小結(jié)384
參考文獻(xiàn)385
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