受限超声速流道中反应边界层对爆震传播影响机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    91441101
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    周进
  • 依托单位：
    中国人民解放军国防科技大学
  • 学科分类：
    A09.流体力学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

This project aims to investigate influence of reacting boundary layer on the detonation propagation through theoretical analysis combined with experiments and numerical simulations. Firstly, model the problem of upstream of oblique detonation induced by the Mach reflection under the ideal inviscid condition. based on this model, the situation with viscosity will be considered, and the model will be configured.Finally, experiments and numerical simulation will be used to confirm the accuracy of the model.A simulation program with turbulent combustion model will be developed to simulate the interaction between the boundary turbulent combustion instability and the detonation instability.The influence of the boundary layer on the detonation propagation speed in a confined supersonic flow will be studied and the relevant model will be constructed. And the control on the boundary layer will be studied to indirectly control the detonation propagation. This project will lay the foundation for the application of hypersonic detonation engine in the future.
本项目在成功研制的连续式预混超声速加热器基础上，拟发展一套带有湍流燃烧模型的爆震数值模拟程序，通过理论建模、实验研究和数值模拟，针对受限超声速流道中反应边界层对爆震传播的影响机理进行研究。对斜爆震在壁面的马赫反射引起爆震前传问题建立模型，通过数值模拟和实验研究以验证并完善模型，分析斜爆震波在壁面反射时引起边界层分离对爆震前传的影响。再开展边界层湍流燃烧不稳定性与爆震燃烧不稳定性的相互作用机理研究，分析受限超声速流道中边界层对爆震波传播速度的影响。在此基础之上，研究通过边界层抽吸或增厚来达到爆震传播特性的控制。研究结果有望为未来高超声速爆震发动机的工程实际应用奠定基础。

结项摘要

斜爆震发动机通常在燃烧室内设置斜劈等物体产生斜激波，利用斜激波诱导超声速预混气直接起爆形成爆震波来组织燃烧。理论上能在更高飞行马赫数下维持更高性能，且轻热防护要求更低，燃烧室尺寸小，结构重量轻，因此斜爆震发动机一直以来都备受关注。但由于对于斜爆震燃烧基础研究不够深入，特别是对发动机受限空间内超声速预混气中爆震传播特性的研究不足，极大阻碍了斜爆震驻定特性和稳定性的认识，从而也影响斜爆震发动机应用进度。.为了解受限流道中反应边界层与爆震波相互作用的基本规律，探索斜爆震在高超声速推进领域的工程应用前景，课题主要开展了以下几个方面的研究。.（1）对斜爆震波的不同过渡区结构的形成机理进行了理论分析和数值模拟研究，得到了能够用于过渡区结构预测的经验公式。分析了不同过渡区结构的稳定性和循环效率，并根据经验公式分析了斜爆震发动机的最优工况；.（2）对斜爆震反射过程进行理论分析和公式推导，得到了变比热比条件下的斜爆震关系式，对传统双波和三波理论在斜爆震反射问题中的适用性进行了讨论；.（3）对受限超声速流道中存在的边界层影响下的爆震波传播和斜爆震波反射问题进行了数值模拟研究，得到了三种典型的斜爆震反射类型，并对其结构特性进行了分析；.（4）对湍流条件下的斜爆震波的起爆和驻定问题进行了系统研究，得到了湍流对于斜爆震起爆极限和过渡区结构的影响规律；.（5）对来流边界层以及边界层抽吸条件下的斜爆震流场进行了研究，探索了通过控制边界层调整斜爆震特性的主动控制方法。.（6）对受限超声速流道中存在的其他类型的剪切层和爆震波反射现象进行了研究。.课题研究内容从最基本的爆震理论出发通过理论和数值模拟研究，辅以实验研究，对爆震与边界层相互作用的问题进行了系统研究分析，为推动斜爆震发动机走向工程应用提供有力的数据支撑，取得了预期的研究效果。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（3）
专利数量（2）
来流边界层效应下斜坡诱导的斜爆轰波
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    刘彧;周进;林志勇
  • 通讯作者：
    林志勇
The initiation and propagation of detonation in supersonic combustible flow with boundary layer
含边界层超音速可燃流中爆轰的起爆和传播
  • DOI：
    10.1016/j.ijhydene.2018.03.174
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Acta Astronautica
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    Weiqiang Chen;Jianhan Liang;Xiaodong Cai;Zhiyong Lin
  • 通讯作者：
    Zhiyong Lin
Numerical study on the standing morphology of an oblique detonation wave under the influence of an incoming boundary layer.
入射边界层影响下斜爆波驻态形态的数值研究。
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Open Phys
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yu Liu;Jin Zhou;Zhiyong Lin
  • 通讯作者：
    Zhiyong Lin
Otimum Working Condition Analysis based on Thermodynamic Efficiency and Stability of Oblique Detonation Waves
基于斜爆震波热力学效率和稳定性的最佳工况分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    AIAA Journal
  • 影响因子：
    2.5
  • 作者：
    Shikun Miao;Jin Zhou;Zhiyong Lin;Shijie Liu;Xiaodong Cai
  • 通讯作者：
    Xiaodong Cai
Hysteresis phenomenon of the oblique detonation wave
斜爆轰波的滞后现象
  • DOI：
    10.1016/j.combustflame.2018.02.010
  • 发表时间：
    2018-06
  • 期刊：
    Combustion and Flame
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Yu Liu
  • 通讯作者：
    Yu Liu

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其他文献

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  • 发表时间：
    2013-03
  • 期刊：
    Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    周进;Kate Mortimer
  • 通讯作者：
    Kate Mortimer
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    --
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    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    孙妹
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Chinese Physics B
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    马欣;李克平;罗自炎;周进
  • 通讯作者：
    周进

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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