×

圆形模型超燃冲压发动机中绝热和非绝热阻塞引起的不启动中的隔爆器-燃烧室相互作用。 (英语) Zbl 1493.76119号

小结:本研究研究了燃烧室和隔离器之间的相互作用以及燃烧在阻塞引起的不起动中所起的作用。以前曾从激波边界层相互作用和声学强迫的角度解释过非反应环境中的激波系不稳定性和压力波动,但当应用于超燃冲压发动机时,尚不清楚燃烧效应是否以及如何改变这一现象。本研究中使用的新型实验装置由一个圆形截面模型超燃冲压发动机组成,该模型具有光学可接近的燃烧室和隔离器,在马赫数为4.5的高焓高超音速自由流中进行了测试。使用时间分辨静态壁压测量、高速流动可视化和OH自由基的平面激光诱导荧光作为诊断工具,比较了通过热(燃烧)和非热(质量添加)机制诱导流动阻塞的情况。利用平面激光散射可视化技术在马赫数为4的低焓CO2自由流中进行的实验提供了关于所观察到的相互作用性质的进一步细节。结果表明,在高焓和低焓下发生的不启动过程在质量上有显著的相似性。在高焓下,热阻塞和非热阻塞引起的不起动之间的相似性在定性和定量上都很相似,表明燃烧对隔离器激波系动力学的影响非常有限。另一方面,隔离器流动的不稳定性严重影响了燃烧室内伪正态激波的传播,但未观察到对隔离器行为的显著反馈影响。

MSC公司:

76伏05 流动中的反应效应
76升05 流体力学中的冲击波和爆炸波
76K05美元 高超音速流
76至05 流体力学相关问题的实验工作
80A25型 燃烧
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Baccarella,D.、Lee,G.、Liu,Q.、Elliott,G.S.、Freund,J.B.和Lee,T.2020马赫数为3的直接连接超音速燃烧室中的激光诱导等离子体点火实验。J.普罗普尔。功率36(5),732-743。
[2] Baccarella,D.,Liu,Q.,Lee,T.,Hammack,S.D.&Do,H.2017超音速燃烧设施ACT-2。AIAA论文2017-103。
[3] Baccarella,D.,Liu,Q.,Mcgann,B.J.&Lee,T.2019环形恒面积超音速流中燃烧引起的窒息和未启动起爆。美国汽车协会J.57(12),5365-5376。
[4] Bulman,M.和Siebenhaar,A.2006圆形高超音速推进的重生。AIAA论文2006-5035。
[5] Carroll,B.F.&Dutton,J.C.1990矩形管道中多重激波/湍流边界层相互作用的特征。J.普罗普尔。Power6(2),186-193年。
[6] Choi,J.Y.,Ma,F.&Yang,V.2005带横向燃油喷射的超燃冲压发动机燃烧室中的燃烧振荡。程序。库布斯特。仪器30(2),2851-2858。
[7] 克罗科,L.1958稳态气体动力学的一维处理。《气体动力学基础》(编辑H.W.Emmons),第110-130页。普林斯顿大学出版社。
[8] Curran,E.T.&Stull,F.D.1964低马赫数超音速燃烧冲压发动机系统的应用。TDR 63-4097。空军航空推进实验室。
[9] Do,H.,Im,S.,Mungal,M.G.&Cappelli,M.A.2011a边界层对质量注入引起的超音速进气道流动不起动的影响。实验流体51(3),679-691。
[10] Do,H.,Im,S.,Mungal,M.G.&Cappelli,M.A.2011b使用平面激光瑞利散射可视化超声速进气道未起动。实验流体50(6),1651-1657。
[11] Do,H.、Passaro,A.和Baccarella,D.2012,一台以4.5马赫自由流为流动马赫数的乙烯燃料模型超燃冲压发动机的进气道未启动。AIAA论文2012-5929。
[12] Emami,S.、Trexler,C.A.、Auslender,A.H.和Weidner,J.P.1995马赫数为4的双模超燃冲压发动机进气道隔振器的实验研究。NASA技术论文3502。
[13] Erbland,P.,Rizzetta,D.&Miles,R.2000对{CO}_2\)高超声速流动中的凝结行为。AIAA论文2000-2379。
[14] Fike,J.A.、Duraisamy,K.、Alonso,J.J.、Do,H.、Im,S.和Cappelli,M.A.2011方形直管中低马赫数下正常冲击波/湍流边界层相互作用的实验和理论研究。AIAA论文2011-3192。
[15] Fotia,M.L.和Driscoll,J.F.2012直接连接冲压发动机-超燃冲压发动机实验中的隔离器-燃烧器相互作用。J.普罗普尔。功率28(1),83-95。
[16] Frost,M.A.、Gangurde,D.Y.、Paull,A.和Mee,D.J.2009超音速气流中燃烧诱导压力升高导致的边界层分离。AIAA J.47(4),1050-1053。
[17] Gamba,M.&Mungal,M.G.2015超音速横流中横向氢射流的点火、火焰结构和近壁燃烧。《流体力学杂志》780,226-273·Zbl 1382.76287号
[18] Gnani,F.,Zare-Behtash,H.&Kontis,K.2016高速进水口中的伪激波及其相互作用。程序。Aerosp.航空公司。科学82,36-56。
[19] Hasselbrink,M.G.J.和Mungal,E.F.2001横向喷射和喷射火焰。第2部分。速度和OH场成像。《流体力学杂志》443(5),27-68·Zbl 1017.76032号
[20] Heiser,W.H.&Pratt,D.T.1994高超音速吸气推进。美国汽车协会。
[21] Hunt,R.,Driscoll,J.F.&Gamba,M.2009马赫数为2.0的激波系的不稳定性特征和三维领先激波结构。AIAA论文2017-0087。
[22] Hunt,R.L.&Gamba,M.2018a关于引起激波系固有不稳定性的扰动的起源和传播。《流体力学杂志》861,815-859·Zbl 1415.76436号
[23] Hunt,R.L.&Gamba,M.2018b激波系不稳定性特征、斜向正常过渡和三维领先激波结构。美国汽车协会J.56(4),1569-1587。
[24] Ikui,T.、Matsuo,K.和Nagai,M.1974A伪冲击波的机制。牛市。JSME17(108),731-739。
[25] Ikui,T.、Matsuo,K.、Nagai,M.和Honjo,M.1974b伪冲击波的振荡现象。牛市。JSME17(112),1278-1285。
[26] Im,S.,Baccarella,D.,Mcgann,B.J.,Liu,Q.,Wermer,L.&Do,H.2016模型超燃冲压发动机中质量增加和热量释放引起的未启动现象。《流体力学杂志》797、604-629·Zbl 1422.76123号
[27] Im,S.&Do,H.2018超燃冲压发动机进气道隔离器中的气流阻塞导致的未启动现象。程序。Aerosp.航空公司。科学97,1-21。
[28] Klomparens,R.L.,Driscoll,J.F.&Gamba,M.2015斜激波系的不稳定性特征和压力分布。AIAA论文2015-1519。
[29] Kychakoff,G.、Howe,R.D.和Hanson,R.K.1984燃烧气体测量的定量流动可视化技术。申请。选项23(5),704-712。
[30] Laurence,S.J.、Karl,S.、Martinez Schramm,J.和Hannemann,K.2013模型超燃冲压发动机中的瞬态流体燃烧现象。《流体力学杂志》722,85-120·兹比尔1287.76235
[31] Laurence,S.J.、Lieber,D.、Martinez Schramm,J.、Hannemann,K.和Larsson,J.2014超燃冲压发动机燃烧室热释放区域的初始热阻塞和稳定冲击应变形成。第一部分:冲击隧道实验。库布斯特。火焰162(4),921-931。
[32] Leonard,M.D.和Narayanaswamy,V.2018轴对称隔离器流场和动力学研究。AIAA论文2018-1619。
[33] Li,J.,Ma,F.,Yang,V.,Lin,K.-C.&Jackson,T.A.2007碳氢燃料超燃冲压发动机燃烧振荡的综合研究。AIAA论文2007-836。
[34] Liu,Q.,Baccarella,D.,Mcgann,B.&Lee,T.2019轴对称超燃冲压发动机中的双模运行和过渡。美国汽车协会J.57(11),4764-4777。
[35] Liu,Q.,Baccarella,D.,Mcgann,B.J.&Lee,T.2018超音速燃烧室内单射流和双射流喷射的实验研究。AIAA论文2018-1363。
[36] Liu,Q.,Passaro,A.,Baccarella,D.&Do,H.2014模型超燃冲压发动机中的乙烯火焰动力学和进气道未启动。J.普罗普尔。功率30(6),1577-1585。
[37] Ma,F.,Li,J.,Yang,V.,Lin,K.-C.和Jackson,T.A.2005超燃冲压发动机燃烧室中的热声流动不稳定性。AIAA论文2005-3824。
[38] Mashio,S.、Kurashina,K.、Bamba,T.、Okimoto,S.和Kaji,S.2001超音速燃烧冲压发动机模块中的热阻流导致的未启动现象。AIAA论文2001-1887。
[39] Matsuo,K.、Miyazato,Y.和Kim,H.D.1999内部气流中的激波系和伪激波现象。程序。Aerosp.航空公司。科学35(1),33-100。
[40] Matsuo,K.、Mochizuki,H.、Miyazato,Y.和Gohya,M.1993矩形直管中伪激波的振荡特性。JSME国际期刊36(2),222-229。
[41] Micka,D.J.&Driscoll,J.F.2009带腔式火焰稳定器的双模超燃冲压发动机燃烧室的燃烧特性。程序。库布斯特。第32(2)号指令,2397-2404。
[42] Miyazato,Y.、Matsuo,K.和Kasada,R.2009方形直管中低马赫数下正常激波/湍流边界层相互作用的实验和理论研究。AIAA论文2009-925。
[43] Nill,L.&Mattick,A.1996《正常冲击序列中冲击结构的实验研究》。AIAA论文1996-799。
[44] Norris,G.2011X-51A超燃冲压发动机第二次尝试失败。Aerosp.航空公司。《每日国防报告》238(55)。
[45] O'Byrne,S.、Doolan,M.、Olsen,S.R.和Houwing,A.F.P.2000模型超燃冲压发动机中的瞬态热阻塞过程。J.普罗普尔。功率16(5),808-814。
[46] Owens,M.G.,Mullagiri,S.,Segal,C.,Ortwerth,P.J.&Mathur,A.B.2001超音速燃烧室热阻塞分析。J.普罗普尔。电源17(3),611-616。
[47] Riggins,D.、Tackett,R.、Taylor,T.和Auslender,A.2006双模超燃冲压发动机运行和性能的热力学分析。AIAA论文2006-8059。
[48] Rodi,P.E.,Emami,S.&Trexler,C.A.1996冲压发动机/超燃冲压发动机进气道中的非定常压力行为。J.普罗普尔。功率12(3),486-493。
[49] Sato,T.和Kaji,S.1992关于超燃冲压发动机燃烧室中复合阻塞和/或波动引起的稳态和非稳态不起动现象的研究。AIAA论文1992-5102。
[50] Seitzman,J.M.和Hanson,R.K.1993反应流定量荧光成像激发技术的比较。美国汽车协会J.31(3),513-519。
[51] Shapiro,A.H.1953可压缩流体流动的动力学和热力学:第1卷。威利。
[52] Shimura,T.、Mitani,T.,Sakuranaka,N.和Izumikawa,M.1998高超声速风洞和发动机未启动引起的载荷振荡。J.普罗普尔。功率14(3),348-353。
[53] Srikant,S.、Wagner,J.L.、Valdivia,A.、Akella,M.R.和Clemens,N.T.2010简化几何高超音速进气道隔离器流中的未启动检测。J.普罗普尔。功率26(5),1059-1071。
[54] Sugiyama,H.、Takeda,H.,Zhang,J.、Okuda,K.和Yamagishi,H.1988直矩形管道中伪激波的位置和振荡现象。JSME国际期刊31(1),9-15。
[55] Sun,M.,Wang,H.&Xiao,F.2019Jet in Supersonic Crossflow,第173-200页。斯普林格。
[56] Tamaki,T.、Tomita,Y.和Yamane,R.1970A伪休克研究:第一份报告,(lambda)型伪休克。牛市。JSME13(55),51-58。
[57] Tamaki,T.、Tomita,Y.和Yamane,R.1971伪休克研究:第二次报告,x型伪休克。牛市。JSME14(74),807-817。
[58] Tan,H.,Sun,S.&Yin,Z.2009由下游质量流阻塞引起的矩形高超声速进气道非起动振荡流。J.普罗普尔。功率25(1),138-147。
[59] Valdivia,A.、Yuceil,K.B.、Wagner,J.L.、Clemens,N.T.和Dolling,D.S.2009使用涡流发生器射流主动控制超音速进气道未起动。AIAA论文2009-4022。
[60] Vanstone,L.、Bosco,A.、Saleh,Y.、Akella,M.R.、Clemens,N.T.和Gogineni,S.2020马赫数为1.8的隔离器中非起动的闭环控制。J.普罗普尔。功率36(1),153-157。
[61] Wagner,J.L.、Yuceil,K.B.和Clemens,N.T.2010马赫数为5的进口隔离器模型中非起动的测速测量。AIAA J.481875-1888年。
[62] Wagner,J.L.、Yuceil,K.B.、Valdivia,A.、Clemens,N.T.和Dolling,D.S.2009马赫数为5的进气道/隔离器模型中未起动的实验研究。美国汽车协会J.47(6),1528-1542。
[63] Weller,H.G.,Tabor,G.,Jasak,H.&Fureby,C.1998使用面向对象技术的计算连续体力学张量方法。计算。《物理学》第12卷第6期,第620-631页。
[64] Wieting,A.R.1976三维固定几何形状超燃冲压发动机瞬态突然起动现象的探索性研究。技术代表TN D-8156。NASA技术说明。
[65] Xiong,B.,Wang,Z.,Fan,X.&Wang,Y.2017矩形管道中流动分离和自激振荡现象的实验研究。《宇航员学报》133(112),158-165。
[66] Yamane,R.、Kondo,E.、Tomita,Y.和Sakae,N.1984a直管道中伪冲击振动,第一次报告,静压波动。牛市。JSME27(229),1385-1392。
[67] Yamane,R.、Takahashi,M.和Saito,H.1984b直管道中伪冲击的振动,第二次报告,静压波动的相关性。牛市。JSME27(229),1393-1398。
[68] Zhang,Q.F.,Tan,H.J.,Sun,S.,Bu,H.X.和Rao,C.Y.2016由于下游阻塞而导致的高超音速进气道侧面压缩的不启动。美国汽车协会J.54(1),28-38。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。