脉动喷气发动机工作过程数值模拟的开题报告.docx

脉动喷气发动机工作过程数值模拟的开题报告 一、研究背景 脉动喷气发动机以其具有的高功率密度、紧凑结构和较好的灵活性等特点，已成为现代军事和民用航空领域中不可或缺的动力来源之一。脉动喷气发动机又称为“爆震射流发动机”，其工作过程与传统喷气发动机有很大区别。在脉动喷气发动机中，燃料在燃烧室中以爆震方式燃烧，压缩空气被迫通过连通燃烧室的突出结构，从而产生喷气推力。由于脉动喷气发动机的爆震燃烧过程与内燃机存在一定的相似性，因此可以采用数值模拟的方法来研究其工作过程。 二、研究内容 本研究拟采用计算流体力学（CFD）数值模拟的方式，建立脉动喷气发动机的三维数学模型，并对其工作过程中涡街与冲击波等复杂的流动现象进行数值模拟和分析，探究在不同工况下涡街、冲击波的形成与演化规律，以及其对推力输出性能的影响。 具体的研究内容包括以下几个方面： 1. 建立基于CFD的脉动喷气发动机数学模型，考虑各种主要物理及化学过程； 2. 分析不同工况下脉动喷气发动机内部的流动现象，包括爆震燃烧前后喷气推力及喷气速度的变化规律； 3. 数值模拟涡街、冲击波等流动现象，在不同工况下对其进行分析，探究其对发动机性能的影响； 4. 针对模拟结果，提出优化方案，改进脉动喷气发动机的设计结构，提高其推力输出性能； 5. 最后，通过实验验证模拟结果的准确性。 三、研究意义 本研究的开展将能够有助于解决脉动喷气发动机工作过程中存在的涡街、冲击波等复杂流动现象的问题，提高其推力输出性能及燃油利用效率，为我国自主研发高性能航空发动机提供科学依据，具有重要的实际应用价值。 四、研究方法 本研究将采用CFD数值模拟方法研究脉动喷气发动机的流动现象和性能，具体方法包括以下几个步骤： 1. 获取脉动喷气发动机的主要几何参数和工作参数，并建立其三维数学模型； 2. 在计算流体力学软件平台上进行网格划分和设置模拟参数； 3. 运用数值模拟方法模拟脉动喷气发动机内部在不同工况下的流动现象，利用计算结果分析涡街、冲击波等复杂流动现象，研究其对发动机性能的影响； 4. 针对得到的模拟结果，提出改进脉动喷气发动机的优化方案，提高其推力输出性能； 5. 最后，通过实时仿真实验验证数值模拟结果的准确性。