环形燃烧室中凹腔对C2H4/Air旋转爆轰流场影响的数值模拟

摘要：

为研究环形燃烧室中凹腔对旋转爆轰流场的影响,通过在开源计算流体动力学软件OpenFOAM框架内求解Navier-Stokes方程,对C2 H4/Air旋转爆轰燃烧室(RDC)进行三维数值模拟研究.保持进气总压为0.6 MPa,分别在总温300 K、600 K和800 K条件下对比同轴圆环形和凹腔基环形两种构型RDC的主要流场特征,研究凹腔对旋转爆轰波传播特性的影响,定量分析不同热释放速率下消耗的燃料占比,对比了不同热释放速率下消耗的燃料比例.结果表明:对于凹腔基环形RDC,在凹腔内存在回流区,导致在凹腔上游流速缓慢,但在凹腔收缩段流动明显加速,RDC出口的面平均马赫数大于与之对应的同轴圆环形RDC;受燃料向RDC出口和凹腔内壁方向侧向膨胀的影响,相对于同轴圆环形RDC,爆轰波在凹腔基环形RDC中传播时具有更高的速度亏损;部分新鲜燃料与燃烧产物在凹腔内混合,提高了爆轰波波前反应物的温度;在相同进气条件下,同轴圆环形RDC以爆轰形式消耗的燃料占比更多.所得研究结果对RDC的结构设计和优化具有一定的指导意义.

关键词：旋转爆轰流场、环形燃烧室、凹腔、热释放速率、传播特性

所属期刊栏目：43

分类号：V321.22(航空飞行术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基本科研业务专项资金项目;中央高校基本科研业务专项资金项目;国家国防科技工业局预先研究基金项目

在线出版日期：2022-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1063-1074