脉冲爆震发动机不同副室的起爆过程数值模拟

摘要

脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机。与传统的发动机相比,其具有结构简单、成本低、热循环效率高、比冲大、推重比大、单位燃料消耗率低、工作范围宽等系列显著优点,故其在军用和民用等方面有着广阔应用前景,可能成为本世纪新型动力装置。目前,脉冲爆震发动机各种关键技术的研究已有很多,其中爆震波有效起爆是脉冲爆震发动机能否工作的关键。起爆爆震通常有2种方式:直接起爆和间接起爆。直接起爆需要巨大的起爆能量,在实际应用中很难采用该方法得到如此高的能量,故在实际应用中多采用间接起爆的方法;间接起爆指采用低点火能量将混合物点燃,在适当的条件下缓燃能够转变成爆震,通常叫做缓燃向爆震的转捩(DDT)。目前关于间接起爆的研究已有很多,间接起爆的方法主要有2种:物理方法;化学方法。本文采用的是物理方法,即在主爆震管前加一个起爆管,通过采用不同副室结构,本文主要选取了3种具有典型性的副室结构(末端收敛、末端扩张和末端收敛扩张)对爆震管的起爆过程即缓燃向爆震的转捩过程进行数值模拟,将模拟结果进行对比,从而得出副室结构最佳设计。