多功能脉动燃烧发动机试验台及虚拟测试系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

脉动燃烧发动机是一种按照一定频率产生高温，高速气流且推力周期变化的喷气发动机，有着非常广阔的实用前景，但目前测试用试验台架老旧且不符合人机工程学，针对现在的实际情况，本文研究的目的在于设计新型的脉动燃烧发动机试验台，实验和理论研究其运行特性，优化试验台架，实现多功能的特性，利用LabVIEW虚拟测试软件，拟构建脉动燃烧发动机的运行过程，大大减轻了试验人员的负担，提高工作效率，节省人力，整个设计为脉动燃烧理论提供基础性的支持，为研制更加完善、功能更全面的新型脉动燃烧器作技术准备。

2. 国内外研究现状分析

国外就开始发现并开始研究脉冲燃烧技术，Byron higgns首次报道了燃烧振荡现象，Bruce Simposon设计一种新型脉动喷气发动机，McCalley系统研究了煤油，军用JP-8等重液体燃料对脉动喷气发动机影响，Rob Ordon对50cm有阀式与无阀式脉动喷气发动机进行了系统的研究，Ranjith针对50cm级脉动喷气发动机，测量了不同排气喇叭口集合尺寸下的发动机性能，Michael和Alexander对15cm级有阀式和无阀式脉动喷气发动机进行了系统的研究，Kiker根据50cm级和15cm级脉动喷气发动机的研究成果，按比例设计和制作了8cm级脉动喷气发动机，Roberts研究了以煤油作为燃料的25cm级无阀级脉动燃烧发动机(图4)的性能，Tao Geng和Kuznetso对脉动燃烧的机理和脉动喷气发动机的工作过程进行了实验研究和数值模拟。

国内高校和相关学者对脉动燃烧和脉动喷气发动机进行了大量的理论与实验研究，严红，陈福连，吴心平等对 Rijke型脉动燃烧器内流场进行数值模拟，邓凯，钟英杰，李华，方德明等人，结合纹影摄像，对不同工况下的 Rijke型自激式脉动燃烧器的NOx排放量进行了比较和机理分析，徐艳英，翟明，董芃对弯尾管亥姆霍兹型无阀自激励脉动燃烧器的传热特性进行了实验研究，北京工业大学的武立云对新型低污染燃气受控脉动燃烧技术的应用进行了研究，天津科技大学的苏海涛在传热对脉动燃烧稳定性影响进行了研究，周宏平和许林云等人对Helmholtz型脉动喷气发动机的激励和反馈条件进行了研究，哈尔滨工业大学的朱福祥等对脉动燃烧加热炉进行了稳定性分析，给出了其稳定性判据，李建对固体火箭发动机试验台动态特性及误差进行了分析研究，万乐生研究了基于DSP的发动机试验台测控系统，李圆圆基于LabVIEW建立发动机缸内爆发压力监测系统，莫爱新利用LabVIEW软件建立了点燃式发动机零维仿真模型，对某汽油机机型进行了仿真分析。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：①利用autocad、pro\e等绘图软件测绘原有的多功能脉动燃烧发动机试验台；②改变部分结构，设计驱动控制系统，加入直流电机，实现按钮控制试验台升降并且能固定锁死；设计试验台架脚，安装可自由移动的轮子，并且实现锁死的装置；设计发动机支撑架，并且发动机的支撑架可靠稳定且能够适用多种尺寸，多种形状，合理分布发动机配件及测试仪器位置；③利用ni虚拟测试软件labview建立脉动燃烧多物理场虚拟测试系统，验证设计内容的可行性，对设计后的多功能脉动燃烧发动机试验台进行测试评价。

计划：1月10日至2月26日收集资料、文献；撰写开题报告；2月27日至3月15日熟悉课题、labview、查看资料，完成脉动燃烧发动机试验台的总体结构设计；3月16日至4月5日完成零件设计和整体设计。

接受中题检查；4月6日至5月22日完成图纸及虚拟测试系统搭建，撰写论文；5月23日至5月31日准备答辩；答辩。

4. 研究创新点

本课题对现有的试验台进行优化，加入驱动控制系统，在试验台能够方便快捷的实现可升降高度的功能，并且能够保持水平，不消耗人力。