超声速气流中乙烯/氢混合燃料横向射流的自点火过程与机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91441102
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    仲峰泉
  • 依托单位：
    中国科学院力学研究所
  • 学科分类：
    A0909.实验流体力学
  • 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

In this project, auto-ignition and flame evolution of transverse jet of ethylene and hydrogen mixture in a supersonic crossflow is studied experimentally and numerically. Mechanisms of effects of shock structure and vortices of fuel jet on the ignition and flame is discussed, as well as the effect of the ratios of molar fraction of ethylene to hydrogen. Theoretical model is developed to describe the auto-ignition process of the fuel mixture in supersonic crossflows and the ignition limits for rich and lean fuel conditions are determined. The present work is aimed to expand the understanding of supersonic ignition of hydrocarbon fuels and provide references for the development of combustion technology for aeronautic and astronautic engines.
本项目将采用实验与数值模拟相结合的方式研究超声速气流中乙烯/氢混合燃料横向射流的自点火与火焰形成过程，获得射流波系、漩涡结构对燃料点火与火焰分布的影响机制，研究混合气中组分比对混合燃料点火性能的影响规律，最终建立乙烯/氢混合燃料自点火理论分析模型，确定贫富油点火边界，拓宽对碳氢化合物超声速点火特性的认识，为航天航空发动机燃烧技术的发展提供参考。

结项摘要

本项目采用实验与数值仿真相结合的方式研究超声速气流中乙烯以及乙烯/氢/甲烷混合燃料横向射流的点火过程与火焰特性。通过CH自发光成像技术较系统地研究了超声速点火与火焰演化过程，发现低、高当量比时点火过程存在显著差异、火焰呈现三角形或椭圆形分布形态。基于高频压力测量的频谱分析结果，发现了火焰脉动的低中特征频率（50-300Hz），并通过大涡模拟结果对特征频率的产生机制进行了解释，改进了已有的热声耦合模型。同时，大涡模拟结果显示乙烯及其混合燃料的点火过程存在显著的空间差异。燃烧室近侧壁区域，由于存在大尺度旋涡与激波，导致局部燃烧剧烈，出现了激波前传现象。本项目取得了一系列重要的实验与数值研究结果，对于深入了解超声速点火过程与机理提供有益的参考，为燃烧室燃烧性能的优化设计提供理论与数据支持。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（15）
专利数量（2）
An Experimental Study of Chilton-Colburn Analogy Between Turbulent Flow and Convective Heat Transfer of Supercritical Kerosene
超临界煤油湍流与对流传热的Chilton-Colburn类比实验研究
  • DOI：
    10.1115/1.4035708
  • 发表时间：
    2017-06
  • 期刊：
    JOURNAL OF HEAT TRANSFER-TRANSACTIONS OF THE ASME
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yongjiang Zhang;Fengquan Zhong;Yunfei Xing;Xinyu Zhang
  • 通讯作者：
    Xinyu Zhang

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其他文献

Effect of rib height on turbulent flow and heat transfer of kerosene in rectangular duct
肋板高度对矩形管道内煤油湍流及传热的影响
  • DOI：
    10.1007/s10409-022-22062-4
  • 发表时间：
    2022-05
  • 期刊：
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子：
    3.5
  • 作者：
    李冼;仲峰泉;邢云绯
  • 通讯作者：
    邢云绯
The Influence of Geometrical and Inlet Parameters on the Impingement Cooling of Aviation Kerosene
几何参数和入口参数对航空煤油冲击冷却的影响
  • DOI：
    10.1115/1.4054278
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Journal of Heat Transfe
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邢云绯;范文慧;杜蒙蒙;仲峰泉
  • 通讯作者：
    仲峰泉
高马赫数、长时间运行发动机试车台喷管热载荷分析及冷却优化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    仲峰泉;邢云绯;宋宏伟;岳连捷;李东霞;张新宇
  • 通讯作者：
    张新宇
矩形横截面螺旋管湍流流动与传热特性的数值研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    航空学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    邢云绯;仲峰泉;张新宇
  • 通讯作者：
    张新宇
带主动冷却的超声速燃烧室传热分析
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    推进技术
  • 影响因子：
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  • 作者：
    仲峰泉;范学军;俞刚
  • 通讯作者：
    俞刚

其他文献

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  • 资助金额：
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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

        graph TD
          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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