(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210662376.3 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 孙明波　李凡　赵国焱　朱家健　 蔡尊　梁昌海　周曜智　马光伟　 刘铭江　李岩松　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 周达 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 大尺度超燃冲压发动机 燃烧室设计方法 (57)摘要 本发明涉及一种大尺度超燃冲压发动机燃 烧室设计方法， 包括： S1.构造燃烧室模型， 并基 于所述燃烧室模型获取所述燃烧室模型的燃料 喷注位置， 并基于所述燃料喷注 位置确定出处于 上游的上游段和处于下游的燃烧段； S2.基于获 取的δ‑Da缩放准则对 所述燃烧室模型的所述上 游段和所述燃烧 段分别进行放大， 获取全尺寸燃 烧室； 其中， 所述δ ‑Da缩放准则包括： 用于对所 述上游段进行缩放的第一准则， 用于对 所述燃烧 段进行缩放的第二准则。 本发明的方案可以大大 降低全尺寸大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计 的时间、 经济成本 。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 115081131 A 2022.09.20 CN 115081131 A 1.大尺度超燃冲压发动机 燃烧室设计方法， 包括： S1.构造燃烧室模型， 并基于所述燃烧室模型获取所述燃烧室模型的燃料喷注位置， 并 基于所述燃料喷注位置确定出处于上游的上游段和处于下游的燃烧段； S2.基于获取的δ ‑Da缩放准则对所述燃烧室模型的所述上游段和所述燃烧段分别进行 放大， 获取全尺寸燃烧室； 其中， 所述δ ‑Da缩放准则包括： 用于对所述上游段进行缩放的第 一准则， 用于对所述燃烧段进行缩放的第二 准则。 2.根据权利要求1所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 还包 括： S3.基于获取的δ ‑Da缩放准则对所述燃烧室模型的运行条件进行缩放， 其中， 所述运行 条件包括： 来流条件和燃料喷注压力； 所述δ ‑Da缩放准则还包括： 用于对所述运行条件进 行 缩放的第三 准则。 3.根据权利要求2所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 所述δ ‑ Da缩放准则采用以下步骤获得： A1.设定所述燃烧室模型的上游段和燃烧段的特征尺寸参数， 燃烧段的高度参数， 以及 设定所述燃烧室模型的来 流条件； A2.设定所述全尺寸燃烧室的上游段和燃烧段的特征尺寸参数， 燃烧段的高度参数， 以 及设定所述全尺寸燃烧室的来 流条件； A3.基于所述特征尺寸参数、 所述高度参数、 所述来流条件构建方程组， 其中， 对于燃烧 段： P1m·C1＝P2m·C2 对于上游段： 其中， I1表示所述燃烧室模型的上游段的特征尺寸参数； C1表示所述燃烧室模型的燃烧 段的特征尺寸参 数； H1表示所述燃烧室模型的燃烧段的高度参 数； I2表示所述全尺寸燃烧室 的上游段的特征尺寸参数； C2表示所述全尺寸燃烧室的燃烧段的特征尺寸参 数； H2表示所述 全尺寸燃烧室的燃烧段的高度参数； P1表示用于所述燃烧室模型的来流条件中的来流压 力； P2表示用于所述全尺寸燃烧室的来 流条件中的来 流压力； A4.基于所述方程组获取 所述第一 准则和所述第二 准则； 其中， 所述第一 准则表示 为： 其中， n和m均为常数； 所述第二 准则表示 为： 4.根据权利要求3所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 所述来权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115081131 A 2流条件还包括： 来流马赫数和来 流温度； 获取所述 δ‑Da缩放准则的步骤中， 还 包括： A5.基于所述来流马赫数， 所述来流温度， 以及步骤A3中的所述方程组获取所述第三准 则； 其中， 所述第三 准则表示 为： 其中， Ma1表示用于所述燃烧 室模型的来流条件中的来流马 赫数； Ma2表示用于所述全尺 寸燃烧室的来流条件中的来流马赫数； T1表示用于所述燃烧室模型的来流条件中 的来流温 度； T2表示用于所述全尺寸燃烧室的来 流条件中的来 流温度。 5.根据权利要求3或4所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 步 骤S2中， 基于获取的δ ‑Da缩放准则对 所述燃烧室模型的所述上游段和所述燃烧段分别进 行 放大， 获取全尺寸燃烧室的步骤中， 包括： 基于所述第一准则将所述燃烧室模型的上游段等比放大 倍， 以获取所述全尺寸燃 烧室的上游段； 基于所述第二准则将所述燃烧室模型的燃烧段等比放大n倍， 以获取所述全尺寸燃烧 室的燃烧段， 以及， 基于所述第二 准则将所述燃料喷注位置的喷注孔尺寸 等比放大n 倍。 6.根据权利要求5所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 步骤S3 中， 基于获取的δ ‑Da缩放准则对所述燃烧室模型的运行条件进行缩放的步骤中， 基于所述 第三准则对所述 运行条件进行缩放； 其中， 包括： 将所述燃烧室模型的来流条件中的来流马赫数与所述全尺寸燃烧室的来流条件中的 来流马赫数保持一 致； 将所述燃烧室模型的来流条件中的来流温度与所述全尺寸燃烧室的来流条件中的来 流温度保持一 致； 将所述燃烧室模型的来流条件中的来流压力放大 倍， 以作为所述全尺寸燃烧室的 来流条件中的来 流压力， 以及， 同步将所述燃料喷注位置的燃料喷注压力放大 倍。 7.根据权利要求6所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法， 其特征在于， 所述燃 烧室模型和所述全尺寸燃烧室均采用氢气 ‑空气系统； 其中， m取1.6～1.7。 8.一种用于权利要求1至7任一项所述的大尺度超燃冲压发动机燃烧室设计方法的设 计系统， 其特 征在于， 包括： 缩放准则确定模块， 用于获取对燃烧室模型进行缩放以生成全尺寸燃烧室的δ ‑Da缩放 准则， 其中， 所述δ ‑Da缩放准则包括： 用于对所述燃烧室模型的上游段进行缩放的第一准 则， 用于对所述燃烧室模型 的燃烧段进行缩放的第二准则， 用于所述燃烧室模型 的对来流 条件进行缩放的第三 准则； 数据采集模块， 用于对构造的所述燃烧室模型进行数据采集， 获得所述燃烧室模型上 游段的特 征尺寸参数， 燃烧段的高度参数， 以及获取 所述燃烧室模型的运行 条件；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115081131 A 3