[1]王 龙,张净玉,宋 坤,等.波纹结构对纵向波纹隔热屏冷却特性影响的数值研究[J].机械与电子,2020,(04):33-40.
　,,et al.Numerical Investigation on Influence of Wave Structure on the Cooling Characteristics of Longitudinal Ripple Heat Shield[J].Machinery & Electronics,2020,(04):33-40.
点击复制

波纹结构对纵向波纹隔热屏冷却特性影响的数值研究()
分享到：

机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年04期
页码:
33-40
栏目:
设计与研究
出版日期:
2020-04-20

文章信息/Info

Title:
Numerical Investigation on Influence of Wave Structure on the Cooling Characteristics of Longitudinal Ripple Heat Shield
文章编号:
１００１- ２２５７（２０２０）０４- ００３３- ０８
作者:
王 龙; 张净玉; 宋 坤; 何小民
南京航空航天大学能源与动力学院，江苏 南京 ２１００１６
Author(s):
ＷＡＮＧＬｏｎｇ; ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｙｕ; ＳＯＮＧＫｕｎ; ＨＥＸｉａｏｍｉｎ
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ
关键词:
冲压发动机; 纵向波纹隔热屏; 气膜冷却; 流场结构; 综合冷效
Keywords:
ｒａｍｊｅｔ; ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｉｐｐｌｅ ｈｅａｔｓｈｉｅｌｄ; ｆｉｌｍ ｃｏｏｌｉｎｇ; ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ; ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｏｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ
分类号:
Ｖ２３１.１
文献标志码:
A
摘要:
针对冲压发动机燃烧室纵向波纹隔热屏热防护技术，通过改变波纹的几何结构，开展了隔热屏近壁流场结构调控的研究，采用数值模拟获得了波形对纵向波纹隔热屏流场结构和冷却特性的影响规律。研究结果表明，增加单周期内的冷流迎风侧长度占比更有利于冷流动压进气，充分利用火焰筒内外压差，同时减小了入射冷气流与热流的夹角，减小近壁卷吸涡尺度，降低近壁区的湍流强度，削弱冷、热流掺混，显著增强波谷冷气对下游波峰的保护作用；随着迎风侧长度占比增加，隔热屏的平均综合冷效显著提高。
Abstract:
Aiming at the thermal protection technology of longitudinal ripple heat shield of ramjet combustion chamber, numerical simulation was carried out to study the influence of the field structure in near-wall region and cooling characteristics by changing the geometry of wave. The results show that increasing the proportion of the coolant on the windward side in a single cycle is more conducive for coolant to using dynamic pressure intake and making full use of the pressure difference between the inside and outside of the flame tube. Which decreases the angle between the incident coolant and the hot gas, reduces the vortex scale and the turbulence intensity in the near-wall region, weakens the mixing of coolant and hot gas, and significantly enhances the protection of the trough coolant to the downstream peaks; as the proportion of the windward side increases, the average overall film cooling effectiveness of the heat shield increases significantly.

参考文献/References:

［１］ 任加万，谭永华．冲压发动机燃烧室热防护技术［Ｊ］．火箭推进，２００６，３２（４）：３８- ４２．

［２］ 杨开田．航空发动机设计手册［Ｍ］．北京：航空工业出版社，１９９８．
［３］ 唐婵，常海萍．发散孔纵向波纹隔热屏气膜冷却特性 ［Ｊ］．燃气轮机技术，２００９，２２（１）：３７- ４１．
［４］ ＶＤＯＶＩＡＫＪＷ，ＬＡＭＡＮＤＯＣＪ．Ｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｅｎｇｉｎｅａｕｇｍｅｎｔｏｒ：ＵＳ，ＵＳ４８３３８８１［Ｐ］．１９８９．
［５］ ＦＵＮＡＺＡＫＩＫ，ＩＧＡＲＡＳＨＩＴ，ＫＯＩＤＥＹ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎｃｏｏｌｉｎｇａｉｒｅｊｅｃｔｅｄｏｖｅｒａｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｗａｌｌ：ｉｔｓａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｆｉｌｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ［Ｃ］∥ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＡＳＭＥＴｕｒｂｏＥｘｐｏ，２００１：２００１ ＧＴ １４３．
［６］ ＣＨＡＭＰＩＯＮＪＬ，ＤＥＳＨＡＩＥＳＢ，ＣＵＲＴＥＬＩＮＲ，ｅｔａｌ．Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｗａｌｌｆｌｏｗｏｖｅｒａｗａｖｙ ｓｕｒｆａｃｅｐａｒｔｉａｌｌｙｃｏｏｌｅｄｂｙａｉｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｍｕｌｔｉｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｓ［Ｃ］／／ＡＩＡＡ．ＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓＭｅｅｔｉｎｇ ａｎｄＥｘｈｉｂｉｔ，１９９９：ＡＩＡＡ- ９９- １０１６．
［７］ 唐婵，常海萍，毛军逵．离散孔纵向波纹隔热屏气膜冷却特性研究［Ｊ］．工程热物理学报，２００７，２８（３）：４８７- ４８９．
［８］ 陆永华，常海萍，谈浩元．纵向波纹隔热屏通道的换热特性［Ｊ］．推进技术，２００２，２３（３）：２３０- ２３２．
［９］ 常飞．纵向波纹隔热屏局部流动与换热特性数值分析［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２００９．
［１０］ 王敏敏，单勇，李江宁，等．纵向波纹隔热屏气膜冷却特性数值研究［Ｊ］．推进技术，２０１６，３７（８）：１５３５- １５４２．
［１１］ 常国强．正弦型波纹壁面气膜冷却研究［Ｄ］．南京：南
京航空航天大学，２０１２．
［１２］ 张环，刘洪，尚伟钧，等．加力燃烧室流场计算及其隔热屏屈曲分析［Ｊ］．南京航空航天大学学报，２０００，３２（４）：３９４- ３９９．
［１３］ 张环，谭辉平，刘洪，等．隔热屏的流场计算及其屈曲分析［Ｊ］．燃烧科学与技术，２０００，６（２）：１０７- １１０．
［１４］ 黄海明．纵向隔热屏三维热态流场数值模拟［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２００６．
［１５］ 王敏敏．纵向波纹隔热屏气膜冷却特性研究［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２０１６．
［１６］ 袁 策．带 导 流 板 的 冲 击／气 膜 流 动 与 换 热 特 性 研 究 ［Ｄ］．南京：南京航空航天大学，２０１９．

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１９- １２- ０３
作者简介：王 龙 （１９９４－ ），男，四川眉山人，硕士研究生，研究方向为传热传质与燃烧；张净玉 （１９７３－ ），女，浙江义乌人，副教授，硕士研究生导师，研究方向为航空航天推进系统热防护理论和技术。
更新日期/Last Update: 2020-04-20