镁基水冲压发动机燃烧过程研究

超高速鱼雷、跨介质导弹等优选武器系统的发展，对水下推进系统提出了更高要求。水冲压发动机具有能量密度高、比冲大、结构简单且可靠性高等特点，能够大幅提高水下推进系统性能。本书围绕镁基水冲压发动机，采用理论分析、数值模拟与试验研究相结合的方法，重点对发动机内部燃烧流动过程开展了系统深人的研究。通过试验观测获得了水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程、水反应金属燃料稳态燃烧过程的特性与规律，揭示了发动机内部燃烧机理；建立了发动机内部分区燃烧模型和数值仿真方法，分析了发动机点火与燃烧过程；系统考察了进水距离、进水角度、水燃比及其分配，以及进水雾化特性等参数对发动机内部燃烧过程的影响规律，建立了发动机燃烧组织方法，并完成了地面试验验证。
本书是对镁基水冲压发动机方面研究成果的系统总结，可为航空宇航推进、水下动力推进领城相关本科生、研究生和广大科研工作者提供参考。

第1章 绪论
1.1 研究背景和技术内涵
1.1.1 研究背景
1.1.2 水冲压发动机技术
1.2 相关领域研究进展
1.2.1 水冲压发动机技术发展
1.2.2 镁颗粒着火与燃烧研究
1.2.3 水反应金属燃料及其燃烧特性研究
1.2.4 固体推进剂燃烧过程实验研究
1.2.5 水冲压发动机试验研究
1.2.6 水冲压发动机数值模拟研究
1.3 本书主要研究内容
第2章 水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程研究
2.1 引言
2.2 镁颗粒着火与燃烧试验方法研究
2.2.1 轻金属颗粒的着火与燃烧
2.2.2 颗粒着火与燃烧试验系统设计
2.2.3 试验方法验证
2.3 水蒸气中镁颗粒着火与燃烧过程试验研究
2.3.1 镁颗粒着火与燃烧过程
2.3.2 镁颗粒着火与燃烧机理
2.4 小结
第3章 水反应金属燃料稳态燃烧过程研究
3.1 引言
3.2 水反应金属燃料燃烧试验系统
3.2.1 试验系统设计
3.2.2 燃烧器
3.2.3 气体供应系统
3.2.4 测量与控制系统
3.2.5 试验过程与数据处理方法
3.3 镁基水反应金属燃料热分解特性
3.3.17 3型燃料热分解基本特征
3.3.27 3型燃料热分解历程
3.4 镁基水反应金属燃料稳态燃烧试验
3.4.1 自维持燃烧基本特征
3.4.2 水蒸气环境下稳态燃烧基本特征
3.4.3 燃烧过程与机理分析
3.5 镁基水反应金属燃料稳态燃烧模型
3.5.1 物理模型
3.5.2 数学模型
3.5.3 模型验证
3.6 镁基水反应金属燃料稳态燃烧特性分析
3.6.1 工作压强的影响
3.6.2 水蒸气浓度的影响
3.6.3 环境温度的影响
3.7 小结
第4章 镁基水冲压发动机试验与数值模拟方法研究
4.1 引言
4.2 水冲压发动机地面直连试验方法研究
4.2.1 水冲压发动机地面直连试验设计
4.2.2 水冲压发动机地面直连试验数据处理方法研究
4.3 水冲压发动机内部燃烧流动数值计算模型
4.3.1 气相控制方程
4.3.2 湍流模型
4.3.3 近壁面函数
4.3.4 气相湍流燃烧模型
4.3.5 颗粒轨道模型
4.3.6 液滴蒸发模型
4.3.7 镁金属着火与燃烧模型
4.4 水冲压发动机数值模拟方法验证
4.4.1 试验实例
4.4.2 数值模拟过程
4.4.3 结果与讨论
4.5 小结
第5章 镁基水冲压发动机点火与内部燃烧过程研究
5.1 引言
5.2 水冲压发动机点火过程试验研究
5.2.1 点火能量的影响
5.2.2 点火时序的影响
5.2.3 水燃比的影响
5.2.4 进水喷注压降的影响
5.2.5 燃料金属含量的影响
5.2.6 水冲压发动机点火过程与机理分析
5.3 水冲压发动机内部燃烧过程研究
5.3.1 水冲压发动机燃烧过程理论分析
5.3.2 水冲压发动机内部燃烧过程试验研究
5.3.3 水冲压发动机内部燃烧过程数值分析
5.3.4 水冲压发动机分区燃烧模型
5.4 小结
第6章 镁基水冲压发动机内部燃烧组织方法研究
6.1 引言
6.2 燃烧室长度及进水距离对发动机内部燃烧过程的影响规律
6.2.1 燃烧室长度及进水距离设计
6.2.2 不同进水距离的数值模拟研究
6.2.3 不同燃烧室长度和进水距离的试验研究
6.3 进水角度对发动机内部燃烧过程的影响规律
6.3.1 不同进水角度的数值模拟研究
6.3.2 不同一次进水角度的试验研究
6.4 水燃比对发动机内部燃烧过程的影响规律
6.4.1 水燃比设计方法
6.4.2 不同水燃比的数值模拟研究
6.4.3 不同水燃比的试验研究
6.5 进水雾化特性对发动机内部燃烧过程的影响规律
6.5.1 不同进水雾化特性的数值模拟研究
6.5.2 不同进水雾化特性的试验研究
6.6 小结
参考文献