支板增强混合超声速燃烧的大涡模拟研究

• 作者: 何国强 秦飞 魏祥庚 黄志伟
• 来源期刊: 固体火箭技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 超声速燃烧 化学爆炸模式分析 大涡模拟 PaSR燃烧模型 OpenFOAM
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 发动机
• 页码范围: 664-670,678
• 页数: 8页
• 分类号: V435
• 字数: 6301字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2015.05.012

摘要

基于开放源代码软件OpenFOAM,建立了三维可压缩反应流动大涡模拟求解器,采用了PaSR亚格子燃烧模型和27步的氢气-空气反应动力学机理,开展了支板增强混合的超声速燃烧大涡模拟研究,对比了滑移和粘性2种不同壁面边界条件的影响. 计算结果表明,不同截面上的平均轴向速度和温度与实验数据吻合良好,较好捕捉了超声速扩散燃烧的火焰空间发展过程. 详细讨论了剪切层增长、发展和破碎对燃烧过程的影响,揭示了支板后旋涡脱落与燃烧过程的耦合作用,区分了支板下游亚声速区和超声速区内不同的掺混模式. 利用化学爆炸模式分析方法,获取了爆炸化学过程及其特征时间尺度,得到了详细的火焰结构及其稳定机制.