摆动喷管轴向激励对燃烧室压力振荡影响的数值研究

• 作者: 王革 苏成志 杨海威 关奔
• 来源期刊: 固体火箭技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 固体火箭发动机 不稳定燃烧 摆动喷管 数值仿真
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 流体力学|FLUID DYNAMICS
• 页码范围: 76-82
• 页数: 7页
• 分类号: V435
• 语种: 中文
• DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2022.01.010

摘要

固体火箭发动机工作时,摆动喷管受到伺服力和气动力等载荷的共同作用,在轴向上会产生小幅度的振动,振动频率与燃烧室内腔轴向声频耦合时会造成压力振荡幅值增大,诱发不稳定燃烧,导致燃烧室内压力、燃速不均等情况的出现.应用数值方法研究了摆动喷管轴向激励对燃烧室压力振荡的影响,分析了压力振荡对喷管轴向激励幅值和频率的响应规律,以及燃烧室内的声压分布特征.结果表明,当喷管以燃烧室内腔固有频率做轴向振动时,会诱发燃烧室内的非线性不稳定燃烧,其稳定的极限振幅远高于其他激励频率下压力振荡幅值;喷管振动频率一定时,燃烧室内各点压力振荡幅值随喷管振动幅值增大而线性增大;持续的轴向激励使燃烧室呈现出驻波声场的特征,压力分布不均,波腹处声压达到0.14 MPa,约为燃烧室总压的2％.