脉冲爆轰发动机水下单次爆轰燃气射流初期流场特性

摘要

为探索水下新型动力系统,以脉冲爆轰发动机(PDE)为载体,研究了爆轰推进应用于水下动力推进的可能性.基于雷诺时均Navier-Stokes方程和耦合Level-Set方程的流体体积函数多相流模型、重整群化k-ε湍流模型建立了PDE水下单次爆轰燃气射流初期流场流动模型,利用计算流体力学方法进行了数值求解.结果表明:前导激波具有明显的指向性,作用时间短,引起的压力扰动变化趋势陡峭;燃气射流引起的压力扰动不具有指向性,作用时间长,引起的压力扰动变化趋势平缓;t =3 ms时,燃气泡的平均横向生长速度为13.1 m/s,平均径向生长速度为12.7 m/s,燃气泡形状从初始扁平型逐渐生长为椭球型.