本申請涉及超燃沖壓發(fā)動機，特別是涉及一種適用超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
1、高超聲速飛行器具有超強的穿透打擊及摧毀能力，是當今世界航空航天領(lǐng)域研究的熱點，超燃沖壓發(fā)動機具有比沖高、速度快的優(yōu)點，被譽為實現(xiàn)高超聲速飛行的最佳動力裝置；超聲速燃燒室作為其關(guān)鍵部件，內(nèi)部超聲速、強湍流的流場環(huán)境為燃油的霧化、蒸發(fā)、摻混及穩(wěn)定燃燒帶來的困難；超聲速燃燒是一個擴散及燃燒的過程，燃油的高效擴散及摻混成為實現(xiàn)燃燒室高效工作的首要前提，因此，超聲速燃燒室中燃油噴注組織的優(yōu)化設計是亟待解決的問題。
2、當前常規(guī)尺度的超聲速燃燒室在典型工況下的研究相對廣泛，具有大量實驗及仿真數(shù)據(jù)，形成了超聲速來流中燃油穿透擴散的預測模型，超聲速燃燒室中的燃油擴散摻混直接決定了燃燒效率，利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)及燃油擴散預測模型對不同尺度及飛行工況下的燃油噴注方案進行正設計，將較大的降低超聲速燃燒室設計的設計難度、設計周期及設計成本，然而單純依賴超聲速來流中燃油穿透擴散的預測模型存在一定的局限性，無法避免由于超聲速燃燒室內(nèi)部超聲速、強湍流的流場環(huán)境為燃油的霧化、蒸發(fā)、摻混及穩(wěn)定燃燒帶來的困難，使得燃燒室部件結(jié)構(gòu)以及燃油噴注參數(shù)的篩選存在問題，不能得到燃油在超聲速燃燒室出口界面上的預設分布面積，無法實現(xiàn)超聲速燃燒室的優(yōu)化設計，導致燃油無法充分燃燒，燃燒效率低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請的目的是提供一種適用于超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，以解決燃燒室部件結(jié)構(gòu)以及燃油噴注參數(shù)的篩選存在問題，不能得到燃油在超聲速燃燒室出口界面上的預設分布面積。
2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦路桨福?/p>
3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N適用于超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，包括：
4、對不同燃油噴注結(jié)構(gòu)的燃油噴注參數(shù)進行數(shù)值仿真，確定仿真后的燃油噴注參數(shù)；所述仿真后的燃油噴注參數(shù)包括穿透深度數(shù)據(jù)以及分布面積數(shù)據(jù)；所述穿透深度數(shù)據(jù)為噴注動量比、無量綱擴散距離、蒸發(fā)動量比、蒸發(fā)發(fā)生的起始位置和蒸發(fā)發(fā)生的終止位置。
5、基于不同燃油噴注結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述仿真后的燃油噴注參數(shù)，確定燃油的擴散公式；所述擴散公式包括噴注動量比作用下的無量綱穿透深度、蒸發(fā)動量比作用下的無量綱穿透深度、總的擴散深度和燃油擴散面積的外輪廓關(guān)系。
6、基于所述擴散公式，篩選最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)以及該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)。
7、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實施例，本申請具有了以下技術(shù)效果：
8、本申請?zhí)峁┝艘环N適用于超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，通過對不同燃油噴注結(jié)構(gòu)的燃油噴注參數(shù)進行數(shù)值仿真，確定仿真后的燃油噴注參數(shù)；基于不同燃油噴注結(jié)構(gòu)，根據(jù)仿真后的燃油噴注參數(shù)，確定燃油的擴散公式；基于擴散公式，篩選最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)以及該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)，其中，燃油的擴散公式并非單純依賴于超聲速來流中燃油穿透擴散，還包括在噴注動量比作用下無量綱穿透深度、在蒸發(fā)動量比作用下x位置處的無量綱穿透深度、燃油總的穿透深度以及燃油擴散面積的外輪廓關(guān)系，因此，相對于只依賴超聲速來流燃油穿透擴散的預測模型，本申請所構(gòu)建的包括多種參數(shù)的燃油擴散公式能夠避免由于超聲速燃燒室內(nèi)部超聲速、強湍流的流場環(huán)境為燃油的霧化、蒸發(fā)、摻混及穩(wěn)定燃燒帶來的困難；本申請基于數(shù)值仿真，得到燃油的擴散公式，并基于該擴散公式篩選最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)以及該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)，即判斷出燃油在所述超聲速燃燒室出口截面的分布面積的占比是否超過90％，獲取最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)，并獲取該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)，以使得燃油在超聲速燃燒室出口截面的分布面積的預設占比達到預設分布面積，根據(jù)該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)優(yōu)化設計的超聲速燃燒室，能夠使得燃油更充分燃燒，提升燃燒動力。
1.一種適用于超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，所述超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，對不同燃油噴注結(jié)構(gòu)的燃油噴注參數(shù)進行數(shù)值仿真，確定仿真后的燃油噴注參數(shù)，具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，基于不同燃油噴注結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述仿真后的燃油噴注參數(shù)，確定燃油的擴散公式，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，根據(jù)寬度坐標、高度坐標、燃油分布最大寬度、燃油分布最大高度和中心點高度，確定燃油擴散面積的外輪廓關(guān)系，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，基于所述擴散公式，篩選最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)以及該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)，具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲速燃燒室燃油噴注優(yōu)化方法，其特征在于，在基于所述擴散公式，篩選最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)以及該最優(yōu)燃油噴注結(jié)構(gòu)對應的燃油噴注參數(shù)，之后還包括：