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基于动态分区概念的超声速氢气射流火焰热非平衡效应分析
1
作者
徐玮伦
姚卫
+2 位作者
张政
刘建文
崔凯
《推进技术》
北大核心
2025年第10期124-133,共10页
热力学非平衡效应在高焓工作环境下普遍存在,但很少有研究考虑超声速燃烧中的热力学非平衡效应。本文采用动态分区火焰面模型和分区非平衡模型方法,基于高保真大涡模拟对比计算了平衡和非平衡假设下Ma=2超声速氢气喷射火焰。平动-振动...
热力学非平衡效应在高焓工作环境下普遍存在,但很少有研究考虑超声速燃烧中的热力学非平衡效应。本文采用动态分区火焰面模型和分区非平衡模型方法,基于高保真大涡模拟对比计算了平衡和非平衡假设下Ma=2超声速氢气喷射火焰。平动-振动弛豫效应采用Landau-Teller双温模型计算,化学-振动耦合效应混合使用Park模型、耦合振动化学振动(CVCV)和准经典轨迹(QCT)计算。总体而言,采用热力学非平衡模型计算得到的温度场和组分摩尔分数与实验数据更为接近,热力学非平衡效应对主要产物H_(2)O和中间产物OH的影响略小。热力学非平衡效应对温度影响更为显著的区域主要为压力膨胀区和剪切燃烧区,这两个区域也是平动-转动温度(T_(t))与振动-电子温度(T_(v))温度差最大的区域和振动弛豫时间较长的区域。模拟得到的最大温度差为1 200 K。热力学非平衡效应影响了相干反斯托克斯拉曼散射光谱(CARS)方法对试验温度的测量。试验中在伴流中添加H_(2)O以降低热力学非平衡效应的方法起到了一定的作用。
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关键词
热力学
非
平衡
超声速燃烧
动态
分区
火焰面
模型
分区非平衡模型
氢气火焰
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职称材料
题名
基于动态分区概念的超声速氢气射流火焰热非平衡效应分析
1
作者
徐玮伦
姚卫
张政
刘建文
崔凯
机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
北京动力机械研究所冲压发动机技术全国重点实验室
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第10期124-133,共10页
基金
国家自然科学基金(12272387)
中国科学院战略性先导科技专项B类(XDB0500301)。
文摘
热力学非平衡效应在高焓工作环境下普遍存在,但很少有研究考虑超声速燃烧中的热力学非平衡效应。本文采用动态分区火焰面模型和分区非平衡模型方法,基于高保真大涡模拟对比计算了平衡和非平衡假设下Ma=2超声速氢气喷射火焰。平动-振动弛豫效应采用Landau-Teller双温模型计算,化学-振动耦合效应混合使用Park模型、耦合振动化学振动(CVCV)和准经典轨迹(QCT)计算。总体而言,采用热力学非平衡模型计算得到的温度场和组分摩尔分数与实验数据更为接近,热力学非平衡效应对主要产物H_(2)O和中间产物OH的影响略小。热力学非平衡效应对温度影响更为显著的区域主要为压力膨胀区和剪切燃烧区,这两个区域也是平动-转动温度(T_(t))与振动-电子温度(T_(v))温度差最大的区域和振动弛豫时间较长的区域。模拟得到的最大温度差为1 200 K。热力学非平衡效应影响了相干反斯托克斯拉曼散射光谱(CARS)方法对试验温度的测量。试验中在伴流中添加H_(2)O以降低热力学非平衡效应的方法起到了一定的作用。
关键词
热力学
非
平衡
超声速燃烧
动态
分区
火焰面
模型
分区非平衡模型
氢气火焰
Keywords
Thermal nonequilibrium
Supersonic combustion
Dynamic zone flamelet model
Zonal non-equilibrium model
Hydrogen flame
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于动态分区概念的超声速氢气射流火焰热非平衡效应分析
徐玮伦
姚卫
张政
刘建文
崔凯
《推进技术》
北大核心
2025
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