自吸式旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室的數(shù)值研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)（RDE）具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件、能量轉(zhuǎn)化率高等一系列的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在世界范圍內(nèi)受到了廣泛的關(guān)注。目前有關(guān)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的研究工作多集中在空天推進(jìn)器方面，而理論上旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)也可與透平機(jī)械相結(jié)合應(yīng)用于地面或船用動(dòng)力，本文重點(diǎn)研究的是能應(yīng)用于地面或艦船上的自吸式旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室。
　　本文基于 FLUENT軟件，根據(jù)不同的進(jìn)口流態(tài)自適應(yīng)地調(diào)整進(jìn)口流量，其中入口邊界條件由UDF實(shí)現(xiàn)，采用單步反應(yīng)模型，求解反應(yīng)

2、流歐拉方程，對(duì)燃用氫氣/空氣預(yù)混氣的旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)二維簡(jiǎn)化模型的數(shù)值計(jì)算，詳細(xì)地分析了燃燒室內(nèi)的流場(chǎng)特性及爆轟波結(jié)構(gòu)，同時(shí)研究了燃燒室直徑對(duì)起爆過(guò)程及爆轟燃燒室工作性能的影響。然后針對(duì)不同的過(guò)量空氣系數(shù)n，分別研究了富燃和貧燃工況下爆轟燃燒室的起爆過(guò)程、流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與工作性能。最后對(duì)旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室的三維流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了燃燒室各軸向截面以及徑向截面的流場(chǎng)特征，討論了內(nèi)外壁面的斂散性對(duì)燃燒室流場(chǎng)的影響。
　　結(jié)

3、果表明，旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室存在能夠成功起爆的臨界直徑，直徑小于這一臨界值時(shí)將不能成功起爆；在軸向長(zhǎng)度相同時(shí)，燃燒室的直徑越大爆轟波的傳播速度越快、單位時(shí)間內(nèi)燃燒的可燃?xì)赓|(zhì)量越大、增壓作用也越明顯；在本文的計(jì)算范圍內(nèi)，當(dāng)n=0.2和n=5.0時(shí)，分別發(fā)生了富燃和貧燃熄火，在化學(xué)恰當(dāng)比的條件下，爆轟燃燒的強(qiáng)度最大，爆轟波的壓力和溫度最高，同時(shí)燃燒室的增壓比也最大，而爆轟波傳播速度的最大值出現(xiàn)在n＜1時(shí)，n值越大質(zhì)量流量越大；在三維模型中，外壁面