文献类型：会议

作　　者：黄俊凯 石保禄 赵欣

作者单位：[1]北京理工大学宇航学院发射与推进工程系 [2]北京理工大学宇航学院力学系

基　　金：国家自然科学基金项目(#41776194)

会议文献：第十三届全国流体力学学术会议摘要集（上）

会议名称：第十三届全国流体力学学术会议

会议日期：20240809

会议地点：中国黑龙江哈尔滨

出版日期：20240800

语　　种：中文

摘　　要：超声速燃烧是指某种燃料在超声速的气体来流中混合以及燃烧的物理化学过程,这一现象存在于超声速燃烧冲压式发动机中。超声速燃烧是十分复杂的物理和化学过程,存在多组分和多尺度等问题。本文针对超声速燃烧问题,开发了一套适用于超声速燃烧的数值模拟算法。虚拟流体方法不仅处理了由于液体相变而引发的交界面处的速度阶跃,还解决了气体和液体其流动和能量的控制方程不同的问题。蒸发沸腾耦合模型用来模拟液体在高温气体中的蒸发过程,并且能捕捉到蒸汽相的生成和输运。气液界面捕捉使用了流体体积分数方法,超声速气体流动利用HLLC近似黎曼求解方法进行求解,非预混燃烧采用动态小火焰模型。使用这一数值算法进行了一系列的数值模拟研究。根据数值模拟的结果,探索了超声速来流下液体射流雾化燃烧的流动特性和化学反应过程。研究发现在液滴蒸发等因素的影响下,在液体横向射流的后部存在大面积的低温区域。由于没有合适的燃烧温度,燃烧进行的较为缓慢。所以在超声速燃烧过程中,液体燃料将很难在短时间内燃烧起来。

关 键 词：雾化  超声速燃烧 体积分数方法  虚拟流体方法  动态小火焰模型  

分 类 号：O35]