基于Driscoll凹腔稳焰模型的超声速燃烧火焰稳定尺度效应研究

• 作者: 马文杰 孙明波 邵文清 汪颖 谢松柏 王梓任
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 超声速燃烧 火焰稳定 凹腔稳焰模型 尺度效应 放大准则
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 燃烧 传热 传质|Combustion, Heat and Mass Transfer
• 页码范围: 1865-1875
• 页数: 11页
• 分类号: V231.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190822

摘要

为了研究超声速燃烧室尺度放大后,保持火焰稳定边界相对于基准燃烧室不变,凹腔火焰稳定器几何参数应遵循何种放大准则的问题,基于已有的Driscoll凹腔稳焰数学模型,采用典型的单凹腔矩形截面燃烧室作为基准燃烧室,分别计算基准燃烧室在贫燃和富燃状态时的火焰稳定准则数DaNP,再按照燃烧室尺度放大定义写出尺度放大燃烧室的稳焰准则数表达式Da'NP,将稳焰边界不变作为约束条件,构建尺度放大准则方程式DaNP=Da'NP,求解准则方程式获得凹腔几何参数放大准则表达式,绘制准则特性曲线,分析归纳近似准则,并通过数值计算方法初步验证准则的有效性.采用Driscoll凹腔稳焰模型的尺度效应分析结果表明,燃烧室放大一定倍数n后,无法通过调整凹腔长度和深度放大倍数k1和k2使得贫燃熄火边界保持不变;但是,可以通过调整参数k1和k2使得富燃熄火边界保持不变,此时凹腔几何参数遵循的放大准则近似为k1≈k2≈n1/4.