流向涡强化超燃发动机燃料雾化掺混的数值研究

摘要

本文针对新提出的人字型凹槽火焰稳定器进行了研究分析，发现人字型凹槽结构诱发的流向涡对超燃发动机的燃料雾化掺混有积极作用。为了进一步了解人字型凹槽的特性以及流向涡对超燃发动机的燃料掺混的作用，对其进行了冷态与热态的数值模拟研究，对人字型凹槽进行了简单的分类，分析了不同类型人字型凹槽的流场特性。得出只有闭式人字型凹槽才能诱发流向涡的结论。 人字型凹槽尾翼的特殊结构是流向涡产生的根本原因，对不同尾翼开度角的人字型凹槽模型进行分析，发现只有开度角小于105°的人字型凹槽能诱发结构完整且涡强较大的流向涡，在有燃料喷入的情况下流场发生了较大变化，但流向涡在流场中依然存在，并能提高燃料的掺混效果。本文还对人字型凹槽火焰稳定器进行了热态数值模拟。 最终对人字型凹槽火焰稳定器进行了热态数值模拟，发现在超音速燃烧中流向涡可以起到增加燃料掺混的效果，提高燃烧效率的作用显著：人字型凹槽燃烧效率高于一般凹槽，而在不同类型的人字型凹槽中闭式人字型凹槽燃烧效率最高。在闭式人字型凹槽中尾翼开度角越小燃烧效率越高。