超声速气流中氢燃料点火的数值模拟

摘要

超燃冲压发动机研究中的一个重要问题是燃烧室里的可靠点火和火焰稳定.本文主要用数值方法模拟超声速气流中氢气燃料的点火,采用二维的非结构自适应有限体积程序,并引入基元化学反应模型,对超声速燃烧化学反应进行数值模拟.结果表明,在燃料垂直气流喷射模式下,如果来流温度高于某一极限温度,则能够自动点火;温度较低时则需要电火花辅助点火;但温度过低时,则即使有电火花辅助点火形成初始火焰,最终也会熄灭.在燃料平行于气流喷射模式下,利用小圆柱驻点条件,可以在较低温度下点火;此外,利用激波压缩也可以实现点火;当来流温度足够高时,仅靠一次激波波后的温度就能成功点火.