预混火焰的稳定性及其在脉冲爆轰发动机中的应用
脉冲爆轰发动机是当前研究的热点,有效点火是其关键技术之一。由于直接起爆需要的能量特别大,因此利用小的点火能量,在较短的距离内形成稳定爆轰,即DDT,更具有应用前景。
本文对共振腔内的聚心燃烧形成爆轰的现象进行了实验和数值研究。鉴于该现象比较复杂,涉及到激波与火焰的作用和射流火焰对撞两个基本的物理现象,因而本文先对这两个基本现象进行了实验和数值研究。
在具有平面反射壁和抛物型反射壁的两种燃烧室内,利用高速分幅阴影摄像系统记录了激波与火焰作用过程的流场变化。数值计算基于详细基元化学反应的二维轴对称的Navier—Stokes方程,采用考虑横波修正的有限体积方法。
结果表明:无论是平面反射壁还是抛物型反射壁,球型火焰在入射激波作用下,轴心附近被未燃气体穿透,形成筒状火焰,其内外侧皆为未燃气体。而反射激波的作用使火焰局部区域的涡量方向发生改变,形成了将新鲜未燃气体卷入火焰内部的头部涡环,这使得火焰燃烧速率和径向传播速度急剧增加,从而使火焰成为蘑菇云状。
火焰内的高温低密区域使入射激波分叉成λ波,当反射激波穿越火焰时,产生的斜激波在轴线和火焰阵面上反 ...