连续旋转爆轰发动机冷流场的混合特性研究
本文关键词:连续旋转爆轰发动机冷流场的混合特性研究 出处:《航空学报》2016年12期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:连续旋转爆轰发动机(CRDE)中燃料和氧化剂的快速掺混是实现爆轰波成功起爆和稳定传播的重要前提,然而目前国际上关于这方面的研究还相对较少。本文采用大涡模拟(LES)方法,对非预混CRDE中燃料和氧化剂的混合过程及其主要机理开展深入研究。研究结果表明,非预混CRDE流场中存在欠膨胀特征、大尺度涡结构,以及回流区等复杂的流动现象,其中由于Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的大尺度湍流涡结构是促进氢/氧混合的主要机制。此外,本文还考察了氧气喷注位置对非预混CRDE的流场结构和混合特征的影响,发现氧气喷注位置会影响射流剪切层形态、涡尺度,以及回流区分布等,进而影响氢气和氧气射流的混合过程和混合程度。与其他进气位置相比,氧气在靠近内壁面喷注时更有利于氢/氧的快速掺混。
[Abstract]:The rapid mixing of fuel and oxidant in continuous rotating detonation engine (CRDED) is an important prerequisite for the successful initiation and stable propagation of detonation wave. However, there is relatively little research on this aspect in the world. In this paper, the large eddy simulation (les) method is used. The mixing process of fuel and oxidant in unpremixed CRDE and its main mechanism are studied. The results show that there are underexpansion characteristics and large scale vortex structure in unpremixed CRDE flow field. And complex flow phenomena such as reflux region. The large scale turbulent vortex structure due to the Kelvin-Helmholtzia K-H) instability is the main mechanism to promote the hydrogen / oxygen mixing. The effect of oxygen injection location on the flow field structure and mixing characteristics of non-premixed CRDE is also investigated. It is found that the oxygen injection position will affect the shape of jet shear layer, vortex scale, and reflux separation. Furthermore, the mixing process and mixing degree of hydrogen and oxygen jets are affected. Compared with other inlet locations, oxygen injection near the inner wall is more favorable to the rapid mixing of hydrogen and oxygen.
【作者单位】: 北京应用物理与计算数学研究所计算物理重点实验室;中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(11602028,11502029)~~
【分类号】:V231
【正文快照】: 网络出版地址:www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20160408.0933.004.html引用格式:周蕊,李晓鹏.连续旋转爆轰发动机冷流场的混合特性研究[J].航空学报,2016,37(12):3668-3674.ZHOU R,LI X P.Nu-merical investigation of mixing characteristic of cold continuously rotat
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,本文编号:1381501
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