冯运超
- 作品数：14 被引量：13H指数：3
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- 相关领域：航空宇航科学技术文化科学兵器科学与技术理学更多>>
- 固体火箭超燃冲压发动机燃烧室构型对燃烧特性影响研究
- 2024年
- 为进一步提升固体火箭超燃冲压发动机燃烧性能,明晰燃烧室设计参数对发动机燃烧模态及性能的影响和作用规律,利用数值模拟分析了燃烧室最小几何喉道和凹腔前缘与燃料喷注口距离对燃烧室流动与气固两相燃气燃烧特性的影响。研究表明:燃烧室最小几何喉道通过影响燃烧室内的阻塞程度,进而改变燃烧室内的热力喉道位置;随着凹腔前缘与燃料喷注口距离的增大,其产生的低速区对气流的阻塞作用更强,进而延长颗粒相燃料在燃烧室中的滞留时间,提升燃烧效率;颗粒相燃料的燃烧效率是决定燃料总燃烧效率的主要因素,从而影响燃烧室性能提升和燃烧模态的改变。
- 赵李北夏智勋马立坤陈斌斌冯运超杨鹏年李潮隆刘延东
- 关键词：燃烧室燃烧特性
- 团聚硼在不同加热功率下的点火燃烧特性研究
- 硼具有高质量热值和体积热值,广泛的应用于固体火箭冲压发动机和粉末冲压发动机,在冲压发动机燃烧室中大量以团聚体的形式存在。本文利用无定形硼制备了团聚硼,分析了不同加热功率下团聚硼点火燃烧过程的火焰形貌、表面形貌、光谱数据。...
- 段炼夏智勋陈斌斌冯运超马立坤那旭东
- 关键词：硼固体冲压发动机
- 电控固体推进剂的点火、燃烧及熄灭特性研究进展被引量：2
- 2023年
- 电控固体推进剂(electrically controlled solid propellant,ECSP)具有多次点火和燃速可控的特性,可广泛应用于从微观到宏观的推进系统。本文总结了国内外以硝酸铵、硝酸羟胺和高氯酸盐为氧化剂的ECSP的研究概况,重点综述了硝酸羟胺基ECSP和高氯酸盐基ECSP点火、燃烧及熄灭特性的研究进展,分析了电压、压强以及金属添加剂对ECSP燃速调节的影响规律,并讨论了电能在ECSP点火和燃烧过程的作用机制。同时为未来深入研究ECSP点火、燃烧及熄灭机理提出参考建议:开展ECSP固相和气相化学反应机理研究,建立点火、燃烧及熄灭模型和反应机理框架;系统研究电极排布和电极构型对ECSP燃烧效率的影响以及ECSP配方与导电性能之间的关系,寻求改善电极和推进剂界面电阻的方法。优选高性能ECSP配方,完善ECSP燃烧反应机理及燃速调节机制,提高ECSP压强阈值,是电控固体火箭发动机设计、应用和性能调控的关键。
- 李洋夏智勋马立坤那旭东冯运超
- 关键词：燃烧性能
- 基于数字同轴全息的铝颗粒燃烧粒度分布研究被引量：3
- 2022年
- 铝颗粒的团聚效应会对固体推进剂燃烧造成不良影响,产生积渣、两相流损失等问题。为掌握铝颗粒的团聚机理,了解初始铝颗粒尺寸以及压强对铝团聚的影响,以优化推进剂配方及粒度级配,有必要对三维空间内铝颗粒的粒度分布进行研究。为解决传统检测方法的景深问题,采用了数字同轴全息(DIH)技术,并用普通镜头搭配4f透镜组取代长焦显微镜头构建了成像系统。实验一方面对两种具有不同初始粒径的推进剂A和B进行燃烧测量,另一方面对推进剂B分别在0.1,0.2,0.3MPa三种不同压强下的燃烧进行了测量,然后通过全息重建以及图像处理技术得到了燃烧铝颗粒的粒径信息,相对测量误差在9%以内,最后采用Normal和Log-Normal多峰拟合获取了粒度分布的详细参数。对比实验结果发现,常压下铝团聚体的尺寸随着初始铝粉粒径减小而减小;随着压强增大,铝团聚物的尺寸逐渐变小,体积概率密度逐步由双峰分布变为单峰分布,说明压强升高对于铝团聚有抑制作用。
- 訾亚波沙本尚黄建青具德浩蔡伟伟马立坤那旭东冯运超
- 关键词：固体推进剂燃烧诊断粒度分布
- 凹腔构型对超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响
- 2024年
- 凹腔作为燃烧增强装置,在超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧中发挥着重要作用。基于火焰稳定凹腔和斜劈装置,提出了波瓣凹腔构型,通过数值模拟深入分析了凹腔构型在超声速气流中对气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响。通过对流场参数、流场云图及颗粒运动轨迹等的分析,发现富燃燃气中的气相组分和凝相颗粒在空间分布和释能过程中表现出分区运动和分区燃烧的特点。结果表明:随着燃烧过程的深入,颗粒的空间分布逐渐分散;流场参数在燃气喷口附近变化剧烈、流场下游变化缓慢;波瓣结构具备增强流场湍动能和降低流场不均匀性的能力,进而促进了各组分的掺混燃烧;采用双波瓣凹腔时展现出最优的促进效果。波瓣结构能够扩大流场中高温区域的空间分布,有效延长凝相颗粒在高温区域的停留时间,为凝相颗粒的燃烧和能量释放提供了更为有利的条件。
- 马立坤杨鹏年夏智勋冯运超赵李北刘延东
- 关键词：超声速气流
- 镁颗粒在CO_2中的点火燃烧特性试验
- 2015年
- 利用自行设计的氙灯点火燃烧试验装置,采用高分辨率高速成像系统,开展了单个镁颗粒在CO2气体氛围中的点火燃烧试验研究,直接观察到了镁颗粒点火燃烧过程中颗粒和火焰形态。试验结果表明,镁颗粒在CO2中的点火燃烧经历了颗粒熔化、表面化学反应、氧化层破裂、镁蒸气喷射、气相燃烧等物理化学过程,颗粒燃烧过程伴有脉动燃烧现象;环境压强对颗粒表面氧化层疏松度有一定影响,进而会影响到颗粒的点火温度,压强越大,颗粒点火温度越高;燃烧产物是中空的多孔球壳状物质,且外层为白色氧化镁,内层为黑色碳。
- 冯运超夏智勋黄利亚胡建新
- 关键词：二氧化碳火星探测
- 凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能影响研究被引量：4
- 2023年
- 为提高固体超燃冲压发动机燃烧性能,获得凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能影响规律,开展了地面直连试验和数值模拟研究。利用数值模拟分析了凹腔位置和数量对燃烧室流动与富燃燃气掺混燃烧作用效果。研究表明:(1)马赫数沿燃烧室流向均呈现下降-波动-上升的变化特点,相比于无/单凹腔构型中的近壁面燃烧,双凹腔构型实现流道中心燃烧。(2)富燃燃气中可燃气体与凝相颗粒因穿透深度不同导致两者分区燃烧,气相燃烧速度和燃烧效率均远高于凝相颗粒,不同质量的颗粒运动轨迹存在差异,但该差异随颗粒燃烧而逐渐减小。(3)凹腔通过产生低速区促进富燃燃气掺混燃烧,促进效果取决于凹腔与燃气喷口间的距离。(4)凹腔对固体超燃冲压发动机燃烧性能具有明显影响,发动机无凹腔时燃烧效率仅0.48,总压损失达0.67,采用双凹腔时燃烧效率达0.98,总压损失为0.58。综上所述,采用双凹腔构型的燃烧室更有利于提高固体超燃冲压发动机燃烧性能。
- 杨鹏年夏智勋陈斌斌马立坤冯运超段一凡李潮隆赵李北
- 关键词：凹腔燃烧性能颗粒燃烧数值模拟
- 实验辅助教学在“燃烧理论”课程中的应用研究被引量：1
- 2021年
- 通过介绍国防科技大学“燃烧理论”课程的基本情况,分析了课程教学过程中存在的主要问题,并提出将经典的燃烧实验装置引入“燃烧理论”课程的教学,以辅助学生对燃烧学知识的理解。燃烧实验装置主要有预混火焰炉、扩散火焰炉、金属粉末燃烧实验装置和固体推进剂燃烧实验装置,介绍了这四种典型燃烧实验装置的主要结构、实验现象、实验辅助教学的流程。利用上述燃烧实验装置开展“燃烧理论”课程实践教学,获得了良好的教学效果。实践表明,实验辅助教学可以激发学生对“燃烧理论”课程的学习兴趣,加深学生对抽象燃烧学知识的认识和理解,并进一步培养学生实验操作的动手能力,为学生今后开展燃烧学相关研究课题奠定基础。
- 冯运超马立坤朱家健那旭东赵玉新
- 关键词：燃烧理论辅助教学研究生课程
- 开源软件Cantera在燃烧理论课程教学中的实践与探讨被引量：1
- 2021年
- 文章简介了国防科技大学燃烧理论课程的基本情况,分析了课程教学过程中存在的主要问题,并提出燃烧学分析软件的学习将有助于促进学员对理论知识的理解。介绍了开源软件Cantera的主要功能,并探讨了Cantera在辅助教学时的可行性、主要优势、注意事项以及基本思路。在燃烧理论课程教学过程中,引导学员自主学习使用Cantera软件,并以课堂作业的形式使学员完成了层流预混火焰传播问题的求解。通过教学实践表明,利用开源软件Cantera辅助教学能够加深学员对抽象概念的理解,培养学员对燃烧理论知识的学习兴趣,锻炼学员自主学习能力,并提升学员的科研水平,获得了较好的教学效果。
- 冯运超马立坤朱家健赵玉新那旭东
- 关键词：开源软件燃烧理论教学实践研究生课程
- 固体超燃冲压发动机燃烧模态转换研究被引量：3
- 2023年
- 对固体超燃冲压发动机的模态转换现象和燃烧室工作特性开展了地面直连试验和数值模拟研究。试验在Ma=6,25 km的条件下实现燃烧模态由超燃转换为亚燃,再转换为超燃的动态变化。数值模拟获得了对应燃烧模态下发动机燃烧室的流场参数变化及工作特性。将隔离段出口马赫数作为燃烧模态判别准则,基于隔离段绝热假设计算出隔离段出口马赫数,实现发动机燃烧模态的实时判别,并通过数值模拟结果验证了该方法的可行性。试验结果表明,改变燃料喷注方式能够实现燃烧模态的变化,亚燃模态下的性能明显高于超燃模态。数值结果表明,发动机隔离段及燃烧室内激波强度和位置受到横向射流与燃烧释热的共同影响,且不同燃烧模态下影响激波的主要因素不同。发动机燃烧室工作在亚燃模态下的性能最佳,总压恢复系数为0.44,总燃烧效率为0.79。其中,亚燃模态下硼颗粒和碳颗粒的燃烧效率分别为0.78和0.65。
- 赵李北夏智勋马立坤陈斌斌冯运超李潮隆杨鹏年刘延东
- 关键词：双模态燃烧室
