旋转爆轰三维流动方式的数值研究
由于与传统内燃机相比，爆轰发动机具有更高的燃烧效率、更少的污染和更宽的飞行马赫数，近些年，对爆轰发动机的研究正受到人们的越来越广泛的重视。爆轰发动机有三方面的概念应用。第一种是脉冲爆轰发动机（Pulse Detonation Engine，简称PDE)，它利用循环的高频脉冲爆轰获得推力。第二种是驻定爆轰发动机（Oblique Detonation Wave Engine，简称ODWE)，此时爆轰波相对于燃烧室处于静止状态，它要求发动机的飞行速度必须高于燃料的爆轰速度。然而，人们在研制上述两种发动机的过程中，遇到一些不易解决的困难，比如，脉冲爆轰发动机需要高频点火器且有巨大的噪音；驻定爆轰发动机则需要稳定的高超音速来流和高启动速度等。第三种是连续爆轰发动机（Continuous Detonation Wave Engine，简称CDWE）或称旋转爆轰发动机（Rotating Detonation Engine, 简称RDE）,此时，爆轰波沿与燃料注入方向相垂直的方向稳定的旋转传播；在地心引力和侧向稀疏波的共同作用下，产物由爆轰波阵面被不断甩出。连续爆轰发动机同时具备脉冲爆轰发动机和驻定爆轰发动机的某些优点。迄今，人们对连续爆轰发动的研究做了已经许多开创性的工作，包括实验和数值模拟方面，但对其流动模型还没有完全了解清楚，而且大多采用的是二维模型。本文基于带9组分19步基元反应的三维Euler方程，以H2-AIR混合物为研究对象，采用高精度的Roe格式和MPI并行计算方法，对连续爆轰波的三维流动方式进行了详细讨论。
旋转爆轰 三维流动 爆轰发动机 燃烧效率 飞行马赫数 数值模拟
范宝春 张旭东 董刚
南京理工大学瞬态物理实验室,江苏南京 210094
国内会议
郑州
中文
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2009-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）