宇航学报
宇航學報
우항학보
Journal of Astronautics
2015年
8期
940-946
,共7页
魏祥庚%曹东刚%秦飞%吴继平
魏祥庚%曹東剛%秦飛%吳繼平
위상경%조동강%진비%오계평
火箭基组合循环燃烧室%支板火箭%超声速反应混合层%大涡模拟
火箭基組閤循環燃燒室%支闆火箭%超聲速反應混閤層%大渦模擬
화전기조합순배연소실%지판화전%초성속반응혼합층%대와모의
RBCC combustor%Strut rocket%Supersonic reacting shear layer%Large eddy simulation
以飞行马赫数为4.5 Ma的RBCC发动机典型工作状态为研究背景,采用大涡模拟研究了支板火箭射流和空气来流形成的超声速反应混合层的掺混燃烧过程,获得了燃烧室内详细的流场结构和流动特征,分析了强射流条件下超声速反应混合层的特性.结果表明由于速度梯度的存在,火箭射流进入燃烧室后与空气来流形成环形剪切层,剪切层内丰富的旋涡结构主导火箭射流和空气来流的掺混燃烧,随着湍流能量的串级输运,化学反应过程中释放的能量将被转化成细观尺度的湍流动能,大尺度旋涡将能量传递给小尺度旋涡并最终耗散,细小尺度的旋涡一方面能够促进燃烧反应物的掺混并强化燃烧过程,另一方面会给化学反应过程带来强烈的脉动,使得局部火焰淬灭,火焰结构表现出明显的非定常性.
以飛行馬赫數為4.5 Ma的RBCC髮動機典型工作狀態為研究揹景,採用大渦模擬研究瞭支闆火箭射流和空氣來流形成的超聲速反應混閤層的摻混燃燒過程,穫得瞭燃燒室內詳細的流場結構和流動特徵,分析瞭彊射流條件下超聲速反應混閤層的特性.結果錶明由于速度梯度的存在,火箭射流進入燃燒室後與空氣來流形成環形剪切層,剪切層內豐富的鏇渦結構主導火箭射流和空氣來流的摻混燃燒,隨著湍流能量的串級輸運,化學反應過程中釋放的能量將被轉化成細觀呎度的湍流動能,大呎度鏇渦將能量傳遞給小呎度鏇渦併最終耗散,細小呎度的鏇渦一方麵能夠促進燃燒反應物的摻混併彊化燃燒過程,另一方麵會給化學反應過程帶來彊烈的脈動,使得跼部火燄淬滅,火燄結構錶現齣明顯的非定常性.
이비행마혁수위4.5 Ma적RBCC발동궤전형공작상태위연구배경,채용대와모의연구료지판화전사류화공기래류형성적초성속반응혼합층적참혼연소과정,획득료연소실내상세적류장결구화류동특정,분석료강사류조건하초성속반응혼합층적특성.결과표명유우속도제도적존재,화전사류진입연소실후여공기래류형성배형전절층,전절층내봉부적선와결구주도화전사류화공기래류적참혼연소,수착단류능량적천급수운,화학반응과정중석방적능량장피전화성세관척도적단류동능,대척도선와장능량전체급소척도선와병최종모산,세소척도적선와일방면능구촉진연소반응물적참혼병강화연소과정,령일방면회급화학반응과정대래강렬적맥동,사득국부화염쉬멸,화염결구표현출명현적비정상성.
