進氣道喘振

喘振是超聲速進氣道的一種不穩定工作狀態。這種現象發生在進氣道的亞臨界工作狀態,表現為進氣道通道中的流量和壓力發生周期性變化, 結尾正激波作往復運動, 並發出間斷性的巨大轟鳴。

基本介紹

• 中文名：進氣道喘振
• 外文名：theair inlet surge
• 領域：汽車

研究必要性

由於進氣道在喘振過程中, 激波作低頻振盪, 造成燃燒室壓力和流量的大幅度周期性變化,這種不穩定流動使燃燒室無法正常工作, 甚至會造成結構的損壞,因此對進氣道喘振的研究是很有必要的。

研究歷史

Oswatitch 早在上世紀40年代, 就發現超聲速進氣道的喘振現象, 當時沒有給出合理的解釋。之後很多學者對其進行了研究, 並提出了幾種理論, 力圖解釋這種現象。Goldsmith 給出了單錐進氣道模型在喘振過程中激波振盪的振幅、頻率、對應的波系圖案和進氣道的節流特性。Ferri.A 最早對喘振做出了理論解釋, 提出了渦流面理論, 之後 Trimpi 對其作了補充。為了證實這種解釋, Ferri 和 Nucci 對許多進氣道進行了試驗驗證。Pearce 提出節流特性曲線的斜率準則。認為假如特性曲線上某點斜率大於零並達到相當大時, 在該點即使出現微弱擾動也會出現不穩定流動, 否則, 即使受到同樣大的擾動, 流動仍維持穩定。

Sterbentz 提出一種動力流動分析。認為給定進氣道中產生振盪的頻率和波形特性取決於衝壓發動機內通道的幾何形狀, 可以把喘振比作共振器。在一個喘振周期內, 激波被吸入和推出時, 空氣被交替壓縮和膨脹, 這一部分氣流可以認為以某種相似於風琴管共振的方式, 對發動機系統進行一系列簡化後, 運用質量守恆關係式, 導出一個自由共振微分方程。直接求解方程, 將得到的共振頻率與試驗值比較, 兩者差別在 15%以內。