飞行器动力燃烧、流动与热结构
一、成果简介
针对飞行器动力领域进行了与燃烧流动、热结构相关研究，提出了环形先进旋涡燃烧室火焰传播与稳定机理及波瓣混合器射流惨混机理；得到旋转状态收敛缝形气膜孔的冷却特性，可涡轮冷却结构设计提供参考；应用数值计算研究方法对固体冲压发动机补燃室中燃烧特性进行了研究，深入了解了硼颗粒在补燃室中燃烧的影响因素，可为固体冲压发动机设计提供参考；另外针对一种特种发动机——粉末发动机的供粉装置进行了研究，可为高压环境精确供粉，可为粉末发动机研究提供技术支撑。
二、主要技术指标
方向 | 具体内容 | 方向成员 |
发动机内燃烧组织研究 | 1、提出了环形先进旋涡燃烧室火焰传播与稳定机理； 2、研究了不同构型波瓣混合器的射流掺混机制，得到了波瓣混合器射流惨混机理； 3、含硼固体冲压发动机补燃室内掺混组织燃机制。
| 徐义华 孙海俊 盛志强 姚 玉
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发动机气动及非平衡输运机理 | 1、多通道三维内转进气道设计与性能分析 2、可压缩湍流的非平衡输运机理及模式 3、发动机喷管设计 | 刘景源 李怡庆 盛志强 徐义华 孙海俊 |
发动机热结构设计 | 1、旋转状态收敛缝形气膜孔的冷却特性； 2、航空发动机涡轮一级导向叶片气膜冷却； 3、粒子侵蚀下绝热材料烧蚀模型及数值计算 | 姚 玉 徐义华 李怡庆 孙海俊
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特种发动机——粉末发动机 | 1、高压环境粉末精确输送技术 2、高压环境运动壁面对粉末流化特性的影响 | 徐义华 孙海俊 盛志强
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三、应用情况概述
1、发动机内燃烧组织研究
对发动机涡旋燃烧室进行了系列化研究，形成了较完善的涡旋燃烧理论，旋涡燃烧室是一种性能优越和极具发展前景的新型燃烧系统，在发动机燃烧室结构设计中将受到更多的关注。
对含硼固体冲压发动机补燃室内燃烧流动进行数值计算，研究发动机燃烧室结构对燃烧性能影响，建立了硼颗粒点火燃烧模型，并对涡旋掺混下的发动机燃烧特性进行了应用研究，为补燃烧室结构设计提供了参考。
2、发动机气动及非平衡输运机理
课题组厦门大学提出的进行道进行了多通道三维内转设计与性能分析，得到优化的内转进气道。
3、发动机热结构设计
课题组研究了旋转状态收敛缝形气膜孔的冷却特性，在航空发动机涡轮叶片冷却方面得到相关应用，为航空发动机涡轮一级导向叶片气膜冷却进行了设计。
课题组针对固体火箭发动机绝热层烧蚀机理进行了研究，建立了粒子侵蚀下的绝热层烧蚀模型，可为固体火箭发动机热防护设计提供预测。
4、粉末发动机研究
课题组研究对粉末燃料的燃烧机理及粉末输送技术进行了相关研究，为粉末发动机设计提供技术支撑，与西工大航天学院推进技术系合作，在粉末发动机燃烧及粉末精确输送方面保持国内领先地位。
可以承担任务：
1、发动机燃烧组织技术相关研究；
2、发动机进气道结构设计及性能分析；
3、发动机热结构设计；
4、优良性能的掺混控制技术；
5、高压环境内精确供粉设计；
6、高级CFD人才培训。
四、依托科研项目及技术成果支撑情况
1、依托科研项目情况
序号 | 项目名称 | 项目负责人 | 项目类别
| 立项时间 | 经费总额 （万元） | 项目委托单位 |
1 | 粒子侵蚀下绝热材料烧蚀模型及数值计算研究 | 徐义华 | 国家自然科学基金 | 2013 | 30 | 国家自然科学基金委 |
2 | Mg粉/CO2两相湍流燃烧特性研究 | 徐义华 | 国家自然科学基金 | 2017 | 40 | 国家自然科学基金委 |
3 | 旋转状态收敛缝形气膜孔的冷却特性 | 姚 玉 | 国家自然科学基金 | 2018 | 23 | 国家自然科学基金委 |
4 | 不同构型波瓣混合器的射流掺混机制 | 盛志强 | 国家自然科学基金 | 2018 | 36 | 国家自然科学基金委 |
5 | 可压缩湍流的非平衡输运机理及模式研究 | 刘景源 | 国家自然科学基金 | 2016 | 50 | 国家自然科学基金委 |
6 | 高超声速可压缩湍流模式理论及数值模拟研究 | 刘景源 | 国家自然科学基金 | 2012 | 18 | 国家自然科学基金委 |
2、授权发明专利及软件著作权
序号 | 发明专利/软件著作名称 | 第一完成人 | 专利类型 | 申请或授权日期 |
1 | 一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室 | 孙海俊 | 实用新型 | 2019-07-11 |
2 | 一种液压驱动式粉末燃料输送装置 | 孙海俊 | 实用新型 | 2019-07-11 |
3 | 一种以金属粉末为燃料的加力燃烧室 | 孙海俊 | 发明专利 | 2019-07-11 |
4 | 一种液压驱动式粉末燃料输送装置 | 孙海俊 | 发明专利 | 2019-07-11 |
5 | 一种振翅仿真式的扑动机构 | 张进 | 发明专利 | 2018-08-15 |
6 | 一种用于靶机动力的固体火箭引射式发动机 | 徐义华 | 实用新型 | 2018-06-12 |
7 | 一种背部进气乘波前体三维内转进气道一体化设计方法 | 李怡庆 | 发明专利 | 2019-07-18 |
8 | 带附面层隔离泄流的三维内转进气道设计方法 | 李怡庆 | 发明专利 | 2019-05-28 |
9 | 完全气动过渡的三维方转椭圆进气道设计方法 | 李怡庆 | 发明专利 | 2019-05-24 |
10 | 匹配曲锥弹身的变截面三维内收缩进气道设计方法 | 李怡庆 | 发明专利 | 2019-05-24 |
11 | 基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法 | 李怡庆 | 发明专利 | 2019-05-24 |
3、论文和著作成果
序号 | 论文/著作名称 | 刊名/出版社名 | 第一作者 | 发表时间 |
1 | Effect of tangential swirl air inlet angle on the combustion efficiency of a hybrid powder-solid ramjet | Acta Astronautica | 徐义华 | 2019-06-15 |
2 | Multiscale Analysis of Powder-Propellant Conveying Stability Through a Nozzle | Journal of Fluids Engineering-Transactions of The Asme | 孙海俊 | 2019-05-08 |
3 | Pressure fluctuations analysis on the powder fluidization performance at different pressure | International Journal of Multiphase Flow | 孙海俊 | 2019-04-21 |
4 | Suggestions on investigations of lobed jet mixing | Aerospace Science and Technology | 盛志强 | 2019-03-01 |
5 | Film cooling on a gas turbine blade suction side with converging slot-hole | International Journal of Thermal Sciences | 姚 玉 | 2013-03-01 |
6 | A three-equation turbulence model for high-speed flows | Science China Technological Sciences | 刘景源 | 2013-04-18 |
五、联系方式
联系人：徐义华
地址及邮编：江西省南昌市丰和南大道696号 南昌航空大学 飞行器工程学院，邮编：330063
Email：xuyihua@nchu.edu.cn
联系电话：0791-83953390