出口爆轰的外流场研究

摘要

利用内径为30mm,长度为1 000mm的爆轰管,对脉冲爆轰发动机进行研究.爆轰管内充满氢气-氧气-氮气预混气,采用底端中心点火.对半球形高温火团引发的氧气-氧气-氮气爆轰过程和管内、外流场分布进行轴对称数值模拟,考虑了H2-O2-N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组份.实验和计算获得的外流场阴影和数值照片,形象地描述了管外流场的变化.数值计算结果和实验结果基本一致,根据实验和数值计算结果,详细地讨论了悬吊激波产生的动力学机理.爆轰波溢出爆轰管后,斜压效应和Helmholtz不稳定导致涡环的产生,同时在流场中形成止于涡环的悬吊激波,涡环形状的变化又引起悬吊激波的强度、形状和位置的变化.