摘要:
为了研究横向燃烧不稳定的潜在耦合机制,针对气氧/甲烷矩形火箭发动机开展了试验和数值模拟。试验采用高频压力传感器捕捉燃烧室内的动态压力特性,数值模拟采用应力混合涡模型(stress-blended eddy simulation, SBES)和小火焰生成流(flamelet-generated manifolds, FGM)模型。结果表明:数值模拟可以准确捕捉到试验中的横向燃烧不稳定,数值计算结果在压力波形、主振频率和均方根幅值等方面与试验数据和理论结果吻合较好。对横向燃烧不稳定的驱动机理和瑞利指数进行了分析。燃烧室内流场特性表明,横向压力波会使氧气射流被周期性地“剥落”以及涡破碎,涡内燃料燃烧产生释热脉冲并耦合到燃烧室第一横向(first width, 1W)模态。瑞利因子分析表明,边缘喷嘴较中心喷嘴对横向燃烧不稳定具有更强的驱动特性。
曹炜, 郭康康, 任玉彬, 等. 气氧/甲烷矩形火箭发动机横向不稳定燃烧“热-声-涡”耦合机理[J]. 航空动力学报, 2024, 40(X):20240608. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20240608.