三维超声速燃烧室凹腔构型的优化设计及参数分析

• 作者: 张帅 朱美军 辜天来 郑耀
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 超声速燃烧室 凹腔构型 代理模型 优化
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 燃烧传热
• 页码范围: 1780-1789
• 页数: 10页
• 分类号: V231.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2018.08.012

摘要

凹腔构型对超声速燃烧室的燃烧效率、阻力特性、火焰稳定等性能都有重要的影响,且凹腔构型各参数变化产生的影响存在复杂的耦合作用.因此,针对横向喷射燃料的三维超声速燃烧室凹腔构型进行了基于代理模型的优化设计及参数分析研究.首先对凹腔的长度、深度和后壁倾角进行正交试验设计,数值仿真用以对凹腔燃烧室进行流场与性能分析,建立燃烧室燃烧效率和总压恢复系数与设计变量间的代理模型,根据基于替代模型的复杂系统优化策略,采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对凹腔构型进行二次优化设计,得到Pareto前沿面.结果分析表明,优化凹腔构型可分为窄深型、浅长型和中深中长型,分别对应Pareto前沿面的急变段、平缓段和巨变段;凹腔燃烧室的燃烧效率与凹腔长度呈负相关,与凹腔深度呈正相关,总压恢复系数反之;后壁倾角对总压恢复系数和燃烧效率影响均较小.平缓区的燃烧室压力幅度变化小且总压恢复系数高,其长深比在2.67~8,在不需要极高的燃烧效率情况下,可以优先选择平缓区凹腔构型.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张帅	浙江大学航空航天学院	38	771	10.0	27.0
2	郑耀	浙江大学航空航天学院	81	302	10.0	13.0
3	朱美军	浙江大学航空航天学院	1	1	1.0	1.0
4	辜天来	中国运载火箭技术研究院研究发展中心	1	1	1.0	1.0