攻读博士学位期间拟进行的科学研究设想

精品文档 下载后可编辑博士研究生科学研究设想研究方向：高温碳氢燃料冷却系统的不稳定性研究申请人：XXX报考导师：XXX教授2013928日精品文档下载后可编辑精品文档下载后可编辑精品文档下载后可编辑精品文档下载后可编辑精品文档下载后可编辑目录一、前言 11、自我介绍 12、个人能力 13、缺点局限 1二、数值研究 21、数值研究背景 22、数值研究设想 3三、实验研究 41、实验研究背景 42、实验研究设想 4四、总结 5参考文献 6一、前言1、自我介绍XX2011进动力技术研究所攻读博士学位，研究方向为高温碳氢燃料冷却系统的不稳定性研究。2007XXXX专业学士学位，在本科毕业后因对航空航天方面的兴XXXX2、个人能力高，现介绍如下。外文文献翻译能力、表达能力、编程能力：研究生期间的“高超音速推进系统”课翻译能力、表达能力、编程能力都得到了提高。ANSYSWorkbench工程设计、装配体结构设计能力：本人在研一期间参与863项ANSYSCAD设计和热匹配计算。CFD相关软件的使用及二次开发、QT界面程序开发：本人在研二期间参与中船重CFDQT界面程序开发。数据处理分析、文章撰写：本人在研二期间参科工集团某院项目“喷管二次喷射流议论文两篇，EI论文一篇。3、缺点局限本科及硕士期间，由于学习能力有限，本人还有很多方面的缺点和能力的局限，现介绍如下：外语能力较弱：本人在外语交流能力上较弱，在外文文章写作方面有待提高，缺少外文文章的撰写经验，未发表过外文文章。研究经验。研团队模式，缺少科研管理经验。二、数值研究1、数值研究背景168时发动机燃烧室中的总温和静压[1]表1马赫数6和马赫数8发动机燃烧室内总温和静压飞行条件

燃烧室最大压力位置

燃烧室最大温度位置巡航马赫数68

动压7182071820

Pmax/(Pa)301650196310

Ttotal/(K)25003050

Plocal/(Pa)6703252668

Ttotal/(K)27003100碳氢燃料是针对超燃冲压发动机的热管理问题所提出来的。作为一种可燃冷却剂，碳氢燃料由于化学反应能够提供更高的热沉，且具有来源广泛、使用安全、价格低廉等优点，是系统利用再生冷却热防护较为理想的燃料，其传热及裂解特性是研究的主要重点。超燃冲压发动机主动冷却结构设计方面：目前国外建立了结合试验研究的若干热分M.H.Naraghi[2][3]，建立的计算程序NASP的飞行器综合VITMAC[4]MBDANANCY程序[5]以及ONERAMOSAR程序[6][8]，蒋劲等人开发了超燃冲压发动机再生冷却热结构设计的计算工具[9]。高超声速飞行器的碳氢燃料裂解性质的数值研究方面：美国编制一维数学模型模拟碳氢燃料的传热传质性能，计算燃油的热沉[10]；美国也利用了多维模型模拟热流密度和流量对碳氢燃料催化脱氢的性能影响，并利用实验结果进行对比验证。法国为了评估燃油的热沉，[11]湍流模型，通过传热边界条件，并利用碳氢燃料裂解的实验结果，指导数值模拟计算；俄国通过编制三维流动模型模拟燃油裂解性质，估算真实条件下燃油的热沉[12]。国内对应用于高超超临界条件下碳氢燃料流动换热特性方面：BradHitch等人对超临界条件下碳氢燃料的换热特性研究表明在浮力效果对换热特性有一定的影响[14]JustinM.Locke10％[15]。国内方面，中国科学研究院范学军、俞刚等对跨临界区煤油的传热流动特性进行了研究，但是统一的换热特征表达式由于跨临界煤油换热流动的复杂性未给出[16]；清华大[17]；哈尔滨工业大学鲍文等人就超临界碳氢燃料流动换热展开了仿真研究，建立了适用于温度、压力大范围变化的超临界碳氢燃料换热特性研究的一维模型[18]。2、数值研究设想针对目前的数值研究背景，总结如下：经开发综合热管理分析程序；国内目前处在设计数学模型及专项软件开发阶段。化学动力学模型方面的工作较多；国内目前在碳氢燃料裂解性质的数值研究目前还在起步阶段，国内目前的裂解模型误差较大。超临界条件下碳氢燃料流动换热特性方面，国外研究起步较早，法国已建立仿真平范围变化的一维模型。本人根据目前研究背景及个人能力，做出博士期间如下有关数值研究方向的研究设想：EI论文。深入所内目前碳氢燃料裂解性质的研究，在改进模型的基础上，尝试将其研究成果EISCI1项专利。膨胀系统的气动数值研究，并将其与热防护传热问题相结合。三、实验研究1、实验研究背景目前超然冲压发动机主动冷却方面较为关注的实验主要有如下两个方面。主动冷却流道设计：其结构设计方向目前国外建立了结合试验研究的若干热分析计C/CC/SiC两种PTAH-SOCAR计划。碳氢燃料在超临界状态下的热物性：一是产物的成分分析，裂解的气态产物成分可[22][23]3个主要原因[24]，另外，燃料流体中存在的游离碳也会沉积在金属表面上产生碳沉积。减少结焦的方法还在继续研究[25]。2、实验研究设想针对目前的实验研究背景，总结如下：全局热管理角度出发的流道研究较少。目前国内在碳氢燃料在超临界状态下的热物性局限于：一是测试技术的不匹配，裂本人根据目前研究背景及个人能力，做出博士期间如下有关实验研究方向的研究设想：EI论文SCI论文。EISCI论文。膨胀系统的气动实验研究，并将其与热防护传热问题相结合。四、总结本人通过简要分析目前的高温碳氢燃料冷却系统的研究背景，并考虑到个人的能力与局所的深入了解，其科研设想必定存在诸多缺陷和实现较为困难的方面。参考文献ReviewandEvaluationoftheAirForceHypersonicTechnologyProgram.1998(6).M.H.Naraghi.Acomputercodeforthreedimensionalrocketthermalevaluation,usermanualforRTE2002version1[R].TaraTechnologies,LLC,2002.M.H.Naraghi.DualRegenerativeCoolingCircuitsforLiquidRocketEngines[R].AIAA2006-4939.RichardM,TraciJohnL,FarrJr.andLaganelliTony.AthermalmanagementsystemmodelfortheNASAGTXRBCCconcept[R].NASA/CR220022211587.MarcBouchez,EmmanuelDufour.Semi-empiricalandCFDanalysisofactivelycooleddual-moderamjets[R].AIAA2006-8073.Bouquet.C,Hauber.B,Thebault.J.ValidationofaLeak-freeC/SiCHeatExchangerTechnology[R].AIAA2003-6918..[J].,2001,22(4):290-294.,.[J].,2004,19(4):550-556.蒋劲,.[J],,2006,1-7.HuangH,SobelK.R.,SpadacciniJ.EndothermicHeat-SinkofJetFuelsforScramjetCooling[J].AIAA-2002-3871:1~7HeinrichB,LucBouhaliA,SerF,etal.Endothermicliquidfuels:somechemicalconsiderationsonthecoolingprocess[J].AIAA-2001-1785:1~12ShikhmanYuM,Vinogradov.A.,Yanovski.A.,etal.Thedemonstratoroftechnologies-Dualmodescramjetonhydrocarbonendothermicfuel[J].AIAA-2001-1787:1~11鲍文,,.[J].,2011,10(10):1766-1771.BradHitch,MichaelKarpukf.ExperimentInvestigationofHeatTransferandFlowInstabilitiesinSupercriticalFuels.AIAA-1997-3043:1~11JustinM.Locke,D.BrianLandrum.UncertaintyAnalysisofHeatTransfertoSupercriticalHydrogeninCoolingChannels[J].AmericanInstituteofAeronauticsandAstronautics.2005,4303:1~14FengquanZhong,XuejunFan,GongYu,etal.HeatTransferofAviationKeroseneatSupercriticalConditions[J].AIAA.2009,23(3):543-550,,.[J]..2006,27(2):488~491鲍文,.[J]..2012,1(1):107~140Toshihito.Saito,ShuichiUeda,TsutomuYamamura,andYuzuruSato.Experimentalstudyonetchingmethodforfabricatingcoolingpassagesincombined-cycle-enginewall.AIAA2007-2255.ToshihitoSaito,FumieiOno,OsamuHayasaka,Shu-ichiUeda,Jun-ichirouTomike,YoshioWakamatsu.HeatingEvaluationTestofaDuct-shapedCoolingStructureSimulatingScramjetCombustors.AIAA2004-2174.MasaoTAKEGOSHI,FumieiONO,ShuichiUEDA,ToshihitoSAITO,andOsamuHAYASAKA.EvaluationbyRocketCombustorofC/CCompositeCooledStructureUsingMet