斜爆轰发动机燃烧室爆轰燃烧是预混燃烧,发动机进气道燃料预混是斜爆轰发动机运行的前提和关键.现有研究多集中于气相燃料,针对更加接近工程实际的液体燃料研究较少.高超声速来流与液相作用伴随着更多流动物理过程,影响参数多,研究更为...斜爆轰发动机燃烧室爆轰燃烧是预混燃烧,发动机进气道燃料预混是斜爆轰发动机运行的前提和关键.现有研究多集中于气相燃料,针对更加接近工程实际的液体燃料研究较少.高超声速来流与液相作用伴随着更多流动物理过程,影响参数多,研究更为复杂.文章采用数值模拟手段,求解二维可压缩雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程,结合CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)相界面捕捉方法.以高超声速横向来流与液相射流作用模型,系统研究了来流马赫数、液相射流角度和速度对液相燃料破碎、输运及混合的动力学行为的影响规律.在高超声速气流作用下,射流液柱受压力梯度影响向下游弯曲随气流运动,逐步呈现出液柱、连续液膜、液丝状、液块状和气液混合层5种液相演化形态.液相射流角度和速度对液相连续液膜特征和破碎距离有一定作用,进而对下游截面液相分布以及剪切层扰动造成影响.来流马赫数对压力梯度有一定作用,通过压力梯度对下游液相分布的纵向高度造成影响.综合参数分析,液相燃料射流穿透深度与总压损失成正比,改变射流角度是增加穿透深度、提升发动机性能更为有效的方式.展开更多
文摘斜爆轰发动机燃烧室爆轰燃烧是预混燃烧,发动机进气道燃料预混是斜爆轰发动机运行的前提和关键.现有研究多集中于气相燃料,针对更加接近工程实际的液体燃料研究较少.高超声速来流与液相作用伴随着更多流动物理过程,影响参数多,研究更为复杂.文章采用数值模拟手段,求解二维可压缩雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程,结合CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)相界面捕捉方法.以高超声速横向来流与液相射流作用模型,系统研究了来流马赫数、液相射流角度和速度对液相燃料破碎、输运及混合的动力学行为的影响规律.在高超声速气流作用下,射流液柱受压力梯度影响向下游弯曲随气流运动,逐步呈现出液柱、连续液膜、液丝状、液块状和气液混合层5种液相演化形态.液相射流角度和速度对液相连续液膜特征和破碎距离有一定作用,进而对下游截面液相分布以及剪切层扰动造成影响.来流马赫数对压力梯度有一定作用,通过压力梯度对下游液相分布的纵向高度造成影响.综合参数分析,液相燃料射流穿透深度与总压损失成正比,改变射流角度是增加穿透深度、提升发动机性能更为有效的方式.
