导读:本文包含了发散冷却论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:发散冷却,激波干扰,多孔介质,局部强化冷却
发散冷却论文文献综述
伍楠[1]（2019）在《发散冷却关键问题的实验和数值研究》一文中研究指出随着高超声速飞行器技术的发展,飞行器前缘结构和发动机燃烧室壁面所承受的热环境越来越严峻,研发高效的主动热防护技术成为当务之急。发散冷却以多孔介质为载体,具有冷却能力强、冷却剂消耗量小、可以实现主动控制等优点,在飞行器关键部件的热防护方面具有巨大的应用前景,因此受到了科研工作者广泛的关注。但是目前关于发散冷却的研究仍存在一些难点和不足,如:前缘类结构表面气动热/力载荷分布极不均匀,如果采用均匀的多孔骨架或均匀的注射压力,则会出现驻点冷却不足而下游冷却过度的现象。针对这种剧烈变化的热/力载荷,如何优化发散冷却系统,来实现冷却剂的按需供应,最终达到“在减少冷却剂用量的同时,加强高载荷区域的冷却特性、获得合理的冷却效果”的目的?此外,使用液态水作为冷却工质时,相变发散冷却过程难于控制,而且会出现结冰现象、温度震荡现象等,这给冷却系统的稳定性提出了挑战。因此,深入探讨液态水的瞬态相变发散冷却特性,并尝试对水改性或寻找其他可替代的液体冷却工质很有必要。本文采用实验和数值研究的方法,针对发散冷却系统所受的气动热/力特性和优化设计等关键问题进行探索,主要工作总结如下:(1)通过梯度孔隙率设计来优化发散冷却多是停留在理论方面,缺乏有效的实验数据支撑。本文在低速高温主流工况下,成功完成了梯度孔隙率材料的发散冷却实验和数值研究。使用具有梯度孔隙率的多孔材料,并加工了两个楔形鼻锥试验件,选用空气为冷却工质,利用红外热像仪拍摄试验件表面的温度分布,并结合数值模拟结果,对多孔介质内部的温度分布和冷却剂的流动特性进行分析,研究和揭示了孔隙率分布对气体发散冷却特性的影响机理。在此基础上,采用液态水为冷却工质,探索了不同孔隙率分布下伴随相变的发散冷却特性,并进一步比较了有无相变对发散冷却特性的影响机理。研究结果展示了梯度孔隙率设计对驻点处冷却效率的优化特性,并指出了有无相变时冷却行为的差异性,其重要的实验数据为后续梯度孔隙率的优化设计提供了综合性的参考。(2)考虑真实流场中激波干扰的影响,开展了超音速条件下激波干扰对前缘表面气动热/力特性及发散冷却特性影响的数值研究。基于进气道唇口前缘典型的气动热/力环境特征,设计了简化的激波干扰模型。在地面电弧风洞环境下,数值研究了有激波干扰时前缘表面的气动热/力载荷分布,结果表明激波的入射引起前缘表面热力载荷同时沿流向及展向剧烈变化。选用氮气为冷却工质,研究了激波干扰作用下,不同发散冷却方案的流动和换热特性,为今后发散冷却系统的地面考核实验提供参考。(3)针对前缘类结构驻点处局部冷却效率低,以及由于变工况或激波干扰导致高热流区域难捕捉的问题,本文提出了一种自适应型局部激活发散冷却的方案,即:升华-发散组合冷却方案。在多孔基体表面覆盖一层低熔点的不可渗透性材料,通过表面涂层的升华来自适应激活发散冷却。采用镍基高温合金多孔平板作为基体,聚四氟乙烯作为涂层材料,在高温风洞中开展了实验研究,初步验证了该组合冷却方案的可行性及高效性。(4)针对液态水相变发散冷却瞬态过程中的不稳定现象和结冰现象,本文提出通过添加无水丙二醇对液态水进行改性。以烧结多孔平板为试验件,开展了四种不同浓度丙二醇水溶液的瞬态相变发散冷却特性实验研究,记录了不同冷却剂注入率下试验件表面温度及注射压力的变化。通过实验结果的分析和比较,揭示了丙二醇浓度、注入率对瞬态相变冷却特性的影响。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
陈江,宋双文,陈剑[2]（2019）在《逆向进气复合角发散冷却孔流量系数试验》一文中研究指出针对回流燃烧室外环壁面冷气与燃气流动方向相反的情况,试验研究了发散孔进气方向与环腔通道气流流动方向相反的条件下,复合角发散冷却孔流量系数随发散孔倾角(25°～55°)、偏角(90°～180°)及压降系数等参数的变化规律。研究结果表明:复合角发散孔的流量系数随倾角的增大而增大,随偏角的增大而减小;随着压降系数的增大,复合角发散孔的流量系数先呈近似线性增长,当压降系数大于0.95后,呈非线性增长且增长速度减缓。(本文来源于《航空动力学报》期刊2019年01期）
何建,罗翔,彭于博[3]（2018）在《金属丝网发散冷却与颗粒沉积关系探究》一文中研究指出在所开展的发散冷却试验中,用金属丝网实现发散冷却结构,选用固定熔点的石蜡液滴,模拟发散冷却叶片上炭烟颗粒沉积的物理过程。通过调节发散冷却吹风比和主流温度,在一系列喷雾时间下,模拟产生沉积物。借助红外热像仪获取了金属丝网表面温度分布,利用光学扫描系统获得了沉积物的堆积分布和堆积厚度。研究结果表明,颗粒沉积会降低发散冷却效率,且沉积厚度将对冷却效率的变化产生影响。(本文来源于《燃气涡轮试验与研究》期刊2018年06期）
颜红燕,陈燕,陈振华,钟博,杨卫华[4]（2018）在《孔径比和展向间距比对冲击-发散双层壁冷却性能的影响》一文中研究指出为了研究冲击-发散复合冷却结构的冷却特点,设计了五种组合冷却结构形式,采用实验的方法对气动参数和几何参数对综合冷却效率的影响开展了研究,结果表明:(1)吹风比对冷却效果影响显着,随着吹风比的增大综合冷却效率升高。这种增大趋势在吹风比小于1.0时尤其明显;当吹风比大于1.0后,增益有所减小。(2)孔径比对冷却效果影响较大,孔径比越大,综合冷却效率越高。孔径比较小时其值的变化对冷却效果的影响较大,孔径比较大时其值的变化对冷却效果的影响较小。沿着气流的出流方向,孔径比对冷却效果的影响减弱。(3)发散孔的展向间距比对冷却效果影响也很大,在流向间距比不变的情况下,展向间距比越小,其综合冷却效率越高。(本文来源于《中国航天第叁专业信息网第叁十九届技术交流会暨第叁届空天动力联合会议论文集——S05发动机热管理技术》期刊2018-08-22）
钟博,田美,柯维娜,杨卫华[5]（2018）在《流向间距与复合角对冲击/发散冷却效果的实验研究》一文中研究指出为了研究冲击/发散冷却结构的冷却特征,针对发散板的流向间距和复合角设计了5种冷却结构形式,采用实验的方法研究几何参数对综合冷却效率的影响。实验结果表明:(1)在发散板起始段,由于气膜的迭加效应,综合冷却效率沿流向逐渐提高,而X/D>50后,气膜迭加效果趋于稳定,综合冷却效率基本不变;(2)随着发散孔流向间距的增加,综合冷却效率逐渐降低;(3)发散孔复合角对综合冷却效率的影响随吹风比变化,在小吹风比时,综合冷却效率与复合角成递减关系,随着吹风比的增大,在试验板的前半部分,90°复合角的综合冷却效率逐渐高于0°和20°,而在试验板的中后部分,复合角越小综合冷却效率越高。(本文来源于《中国航天第叁专业信息网第叁十九届技术交流会暨第叁届空天动力联合会议论文集——S05发动机热管理技术》期刊2018-08-22）
田美,冯晓星,石蕊,邓向阳,杨卫华[6]（2018）在《气膜-发散组合冷却结构换热特性的实验研究》一文中研究指出为了研究气膜-发散组合冷却结构的冷却特征,保证相同的开孔率,设计了叁种不同发散孔排布形式的组合冷却结构,采用实验的方法对气动参数和几何参数对绝热冷却效率和对流换热系数的影响规律开展了研究。结果表明:绝热冷却效率和对流换热系数沿主流方向先逐渐降低,达到最低点后沿流动方向二者基本保持不变;在研究参数范围内,主流雷诺数和吹风比对绝热冷却效率的影响不大,但对组合冷却结构的对流换热系数影响较大,随着主流雷诺数和吹风比的增加,对流换热系数均呈现逐渐增大的趋势;针对叁种发散孔排布形式的绝热冷却效率和对流换热系数,流向间距大的气膜发散冷却结构最高,流向间距居中的气膜发散冷却结构次之,流向间距最小的气膜发散冷却结构最低。(本文来源于《推进技术》期刊2018年08期）
渠立红[7]（2018）在《壁面波纹结构和主流压力梯度对发散冷却的影响》一文中研究指出气膜冷却是现代航空发动机技术中比较重要的方面,气膜冷却因其固有的高效冷却特性成为航空发动机热端部件的主要冷却措施之一,其中发散冷却是目前引起广泛关注的一种冷却方式,其主要特征是被冷却壁面上的气膜孔更加密集,可以在燃气侧壁面附近形成相对完全覆盖的气膜层。本文针对发散冷却的特点,围绕提高气膜冷却效率的目标,对发散冷却结构进行改进,以期获得冷却效果更好的冷却结构。主要研究内容包括:针对平底形横向波纹壁面发散冷却结构,研究波纹结构形式和气膜孔结构参数对发散冷却流动和换热特性的影响规律;针对主流顺/逆压力梯度下的发散冷却结构,研究主流通道收缩比对发散冷却流动和换热特性的影响规律;针对发散冷却结构上游气膜冷却效率较低的特点,前端加狭缝冷却结构,研究狭缝射流对发散冷却流动和换热特性的影响规律。首先,针对平底形横向波纹壁面发散冷却结构,研究了吹风比、波纹高度、波纹长度、气膜孔孔径、气膜孔排布方式和开孔率等参数对发散冷却结构流动和换热特性的影响规律。研究结果表明:与平板发散冷却结构相比,波纹壁面发散冷却结构气膜冷却效率在展向上呈现出波峰区域较低、波谷区域较高的趋势,同时在任意吹风比下,其展向平均气膜冷却效率沿流动方向均呈现逐渐增加之后趋于平稳的趋势,并且气膜冷却效率随着吹风比的增加而升高。随着波纹高度的增加,波峰和波谷交界区域气膜冷却效率有所升高,而波峰和波谷区域气膜冷却效率却有所降低,展向分布均匀性变差;波纹长度的变化对展向平均气膜冷却效率影响很小,随着波纹长度的增加,气膜冷却效率展向分布均匀性变好。在相同的单位冷却面积冷气用量条件下,减小气膜孔孔径、减小气膜孔间距比以及增大开孔率均能提高气膜冷却效率,相对于气膜孔孔径和开孔率的变化对气膜冷却效率的影响,气膜孔间距比减小带来的气膜冷却效率的提高幅度要小于减小气膜孔孔径和增大开孔率对其带来的影响。此外,增大气膜孔孔径、增大气膜孔间距比以及减小开孔率均能使流量系数增大,相比于开孔率对流量系数的影响能力,气膜孔孔径以及间距比对流量系数的影响可以忽略不计。其次,针对主流顺/逆压力梯度下的发散冷却结构,研究了吹风比和主流通道收缩比等参数对发散冷却结构流动和换热特性的影响规律。研究结果表明:主流顺压力梯度时,气膜射流对主流的穿透会得到一定程度的抑制,气膜射流在加速主流的压迫下更加贴近壁面,气膜层厚度变薄,并且吹风比较小时,气膜射流速度较低,前几排气膜射流由于主流的抑制作用,甚至会形成逆流,吹风比较大时,气膜射流的速度增加,主流对气膜射流的抑制得到一定改善,壁面气膜层覆盖程度较好。而主流逆压力梯度则加剧了气膜射流对主流的穿透,在气膜射流沿流动方向逐渐迭加的作用下,气膜层的厚度得到改善,同时对壁面的保护也得到改善。因而,吹风比较小时,主流顺压力梯度下的展向平均气膜冷却效率和零压力梯度时相比有所降低,并且主流顺压力梯度越大展向平均气膜冷却效率降低的幅度也越大,相反的,主流逆压力梯度则使得展向平均气膜冷却效率有所升高,当吹风比较大时,主流流向压力梯度的变化对展向平均气膜冷却效率的影响相对较弱,主流顺压力梯度的减小和主流逆压力梯度的增大均能提高展向平均气膜冷却效率,但是提升的幅度较小。同时吹风比较小时,主流顺压力梯度使得热侧对流换热系数增大,而主流逆压力梯度则导致热侧对流换热系数减小,吹风比较大时,在气膜板上游区域,主流顺压力梯度和主流逆压力梯度均使得热侧对流换热系数减小,而在气膜板下游区域,主流顺压力梯度和主流逆压力梯度使得热侧对流换热系数增大。最后,针对平板发散冷却结构,前端加狭缝冷却结构,研究了吹风比和狭缝结构等参数对组合冷却结构流动和换热特性的影响规律。研究结果表明:对于狭缝-发散冷却结构,气膜冷却效率在起始处较大,冷气流量较小时气膜冷却效率沿流动方向逐渐降低,而冷气流量较大时,气膜冷却效率先是略微减小,之后沿流动方向逐渐升高。对比发散冷却结构和狭缝-发散冷却结构,狭缝射流的存在对气膜冷却效率有很大的影响,特别是在气膜孔板的上游区域,气膜冷却效率升高的特别明显。在发散孔吹风比相同时,由于狭缝射流的存在,总的冷气流量增大,使得狭缝-发散冷却结构整体气膜冷却效率均大于发散冷却结构;而冷气流量相同时,由于狭缝射流的分流使得发散孔吹风比降低,在冷气流量较小时,尽管狭缝-发散冷却结构上游区域的气膜冷却效率显着高于发散冷却结构,然而在下游区域气膜冷却效率却有一定程度的减小;冷气流量较大时,虽然狭缝-发散冷却结构发散孔吹风比较小,但是此时气膜射流已经形成完全覆盖,因而狭缝-发散冷却结构气膜冷却效率整体均高于发散冷却结构。狭缝射流的存在仅对上游区域热侧对流换热系数有明显的影响,在相同的发散孔吹风比时,由于狭缝射流的存在,使得狭缝-发散冷却结构的对流换热系数降低,虽然狭缝射流存在时,总的冷气流量增加,但是下游远离狭缝射流影响的区域,对流换热系数基本无变化。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-06-01）
董文杰[8]（2018）在《发散冷却基础问题的理论与数值研究》一文中研究指出航空航天技术因其对军事战略和国民经济的重大意义,一直受到各个国家的高度重视。随着飞行器动力和速度的提升,关键部位,如发动机燃烧室壁面和飞行器前缘等结构,面临越来越严峻的热防护问题。发散冷却拥有极高的冷却能力,被认为是最有潜力解决极端热环境下关键部位热防护问题的主动冷却技术之一。本文针对发散冷却基础理论和实际应用中存在的不足和难点进行了深入的理论和数值研究。对于气体工质发散冷却,简化的局部热非平衡模型常用于描述工质与多孔介质骨架内的传热过程,然而这个模型忽略了流体方程中的热扩散项导致计算结果存在一定误差。为了评估这一简化模型的适用性,本文数值选取了实际应用中的典型运行参数进行了一维稳态发散冷却过程的模拟,分析了环境工况、冷却剂注入率、冷却剂及多孔介质物性对于简化模型计算误差的影响。相比气体工质发散冷却,液态工质发散冷却由于冷却剂相变吸收巨大的相变潜热而具有更强的冷却能力。然而冷却剂在孔隙内的流动、吸热、相变过程相当复杂,现有的理论模型,如分相流模型(SPM)和两相混合模型(TPMM),均存在明显的应用缺陷。因此,在SPM和TPMM的基础上,本文提出一个改进的半混合模型(SMM),并通过高温风洞液态水发散冷却实验对新模型进行了验证。随后在对叁种模型数值结果的比较中发现SMM和SPM计算结果相对精确且合理。基于SMM,本文进一步讨论了局部热平衡条件和局部热非平衡条件对数值结果影响,结果表明局部热非平衡效应不能忽视。针对局部热非平衡条件下的相变发散冷却模型,本文探讨了叁种冷端边界条件和叁种热端边界条件用于数值模拟的合理性。飞行器机动飞行时承受的气动热、力载荷是随时间变化的,会即时影响液体相变发汗冷却结构的温度响应、冷却剂在多孔骨架内的输运特性和相变位置。因此开展液体相变发汗冷却瞬态问题的研究是非常必要的。本文数值模拟了液态水相变发散冷却瞬态过程,评估了定压和定流量两种冷却剂注入方式的合理性。结果表明,定压注水方式仅当进口压力足够大时是稳定的,而定流量注入方式是一直稳定的。采用定流量注水方式,本文进一步讨论了进口温度、多孔介质物性以及工况波动对发散冷却瞬时冷却效果的影响。实际应用中,真实的冷却结构几何形状都很复杂,如燃烧室壁面、喷管喉部等,同时飞行器飞行时产生的热/力载荷通常是不均匀分布的,这些因素都使得发散冷却过程呈现空间差异性,在数值模拟时采用一维简化会造成极大的误差。本文采用半混合模型(SMM)模拟了液态水在平板结构中的二维稳态发散冷却过程,分析了非均匀热流工况对发散冷却效果及冷却剂输运特性的影响。结果表明,局部高温引起强烈的局部传热恶化。针对这个现象,本文进一步提出叁种结构优化方案,比较了它们对传热恶化的改善效果。最后,采用半耦合方法,本文数值探索了超声速主流条件下,飞行器钝体头锥应用相变发散冷却技术进行热防护的可行性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
渠立红,张靖周,谭晓茗[9]（2018）在《发散孔结构参数对横向波纹表面气膜绝热冷却效率的影响》一文中研究指出针对加力燃烧室特定横向波纹结构的隔热屏发散冷却进行数值模拟,主要研究发散孔孔节距、孔径以及开孔率等3个结构参数对发散冷却效率的影响。结果表明:由于处于波纹波谷的相邻气膜射流更易于形成相干,从而在波谷形成更强的集聚效应,造成波谷附近的绝热壁面温度低于波峰区域;在相同的壁面单位面积冷气用量下,减小孔径、增大开孔率均显着改善气膜冷却效率,尤其是在发散气膜的前排起始段;发散孔流向节距大于展向节距的长菱形排布相对较优,但在小吹风比下发散孔排布节距比对展向平均绝热冷却效率的影响非常微弱。(本文来源于《航空动力学报》期刊2018年03期）
渠立红,张靖周,谭晓茗[10]（2018）在《狭缝喷注-发散冷却的综合冷却效果数值研究》一文中研究指出为了研究发散孔阵列上游设置狭缝喷注的狭缝喷注-发散冷却组合方式的综合冷却效果,采用数值模拟方法对其冷却效果进行了研究,并在相同的冷却空气流量下与纯发散冷却方式进行了对比分析。结果表明:狭缝-发散孔组合冷却方式显着改善了发散孔阵列前区的冷却效果,平均冷却效果可以提升12%~16%;该组合冷却方式因狭缝喷注的分流而使得发散孔吹风比相对纯发散冷却有所减小,导致在小吹风比下发散孔下游区域的综合冷却效果低于单纯发散冷却结构,而在吹风比较大时,组合冷却方式与单纯发散冷却结构在发散孔阵列后区的综合冷却效果基本一致;随着狭缝高度的增加,发散孔阵列前区的综合冷却效果有所增强,而在发散孔阵列后区,综合冷却效果却略有下降。(本文来源于《推进技术》期刊2018年04期）
发散冷却论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对回流燃烧室外环壁面冷气与燃气流动方向相反的情况,试验研究了发散孔进气方向与环腔通道气流流动方向相反的条件下,复合角发散冷却孔流量系数随发散孔倾角(25°～55°)、偏角(90°～180°)及压降系数等参数的变化规律。研究结果表明:复合角发散孔的流量系数随倾角的增大而增大,随偏角的增大而减小;随着压降系数的增大,复合角发散孔的流量系数先呈近似线性增长,当压降系数大于0.95后,呈非线性增长且增长速度减缓。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
发散冷却论文参考文献
[1].伍楠.发散冷却关键问题的实验和数值研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].陈江,宋双文,陈剑.逆向进气复合角发散冷却孔流量系数试验[J].航空动力学报.2019
[3].何建,罗翔,彭于博.金属丝网发散冷却与颗粒沉积关系探究[J].燃气涡轮试验与研究.2018
[4].颜红燕,陈燕,陈振华,钟博,杨卫华.孔径比和展向间距比对冲击-发散双层壁冷却性能的影响[C].中国航天第叁专业信息网第叁十九届技术交流会暨第叁届空天动力联合会议论文集——S05发动机热管理技术.2018
[5].钟博,田美,柯维娜,杨卫华.流向间距与复合角对冲击/发散冷却效果的实验研究[C].中国航天第叁专业信息网第叁十九届技术交流会暨第叁届空天动力联合会议论文集——S05发动机热管理技术.2018
[6].田美,冯晓星,石蕊,邓向阳,杨卫华.气膜-发散组合冷却结构换热特性的实验研究[J].推进技术.2018
[7].渠立红.壁面波纹结构和主流压力梯度对发散冷却的影响[D].南京航空航天大学.2018
[8].董文杰.发散冷却基础问题的理论与数值研究[D].中国科学技术大学.2018
[9].渠立红,张靖周,谭晓茗.发散孔结构参数对横向波纹表面气膜绝热冷却效率的影响[J].航空动力学报.2018
[10].渠立红,张靖周,谭晓茗.狭缝喷注-发散冷却的综合冷却效果数值研究[J].推进技术.2018