气相化学反应与声学振荡的耦合机理数值研究

发布时间：2017-09-29 15:27

  本文关键词：气相化学反应与声学振荡的耦合机理数值研究

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【摘要】：通过数值仿真方法针对液体火箭发动机内的气相化学动力学与振荡声场的热声耦合机理进行了研究。采用任意拉格朗日算法解耦流动与化学源项间的刚性。采用的多步总包反应机理考虑了底层的准稳态组分脉动。通过入口流量边界的流量脉动向燃烧室中引入纵向声波,并建立了冷流声学相似场模型以分析热声耦合效应的强度。研究发现:在线性小振幅声场中,气相化学动力学控制的释热系统与声学振荡无明显耦合激励;在非线性有限幅值声场中,燃烧室压力与释热波动出现"突跃"并表现为陡峭前沿波,气相化学动力学控制的释热系统与声学振荡发生耦合激励,反应流较其冷流声学相似场的压力振荡振幅增强约300%。最后分析了耦合激励发生的可能原因,提出了气相化学动力学体系的"释热分岔"假说。
【作者单位】： 中国人民解放军装备学院研究生院;中国人民解放军装备学院航天装备系;
【关键词】： 热声耦合 化学动力学 任意拉格朗日欧拉算法 冷流声学相似场 数值仿真
【基金】：国家自然科学基金(51206185)
【分类号】：V434.1
【正文快照】： 1引言液体火箭发动机高频燃烧不稳定是一种热声耦合现象[1],可由Rayleigh准则进行描述,这一准则早在19世纪就被发现且至今仍在燃烧不稳定研究领域享有基础性地位。Rayleigh准则本身是简单的,将其置于液体火箭发动机具体的环境中却立刻变得捉摸不清。液体火箭发动机内流场是一

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本文编号：942783