胡颖1,2, 董佳欣1, 王正阳3, 李超3(
), 任全彬4
Ying HU1,2, Jiaxin DONG1, Zhengyang WANG3, Chao LI3(
), Quanbin REN4
摘要:
基于大涡模拟方法,详细研究了超燃冲压发动机燃烧室内粉末燃料粒径、喷注速度以及来流速度对粉末燃料掺混特性的影响。研究表明,小粒径(2,5 μm)颗粒会贴壁流动并进入凹腔,较大颗粒则更接近主流区。凹腔区域颗粒驻留时间(约1 ms)长于未进入凹腔的颗粒驻留时间(约0.4 ms)。对于2 μm和5 μm颗粒,其运动轨迹覆盖凹腔内低速回流区,并通过再循环机制延长驻留时间。同时,小粒径(2,5 μm)颗粒会引发剪切层轮廓的显著脉动,其流动过程更易受流场涡结构影响。颗粒质量分数在喷射点附近达到约0.9,但向下游会快速降低,到主流区大约降低至0.1~0.3。增加喷射速度能提升颗粒射流的穿透深度,但提高来流马赫数会缩短颗粒驻留时间,同时来流动量的提高使颗粒射流难以进入主流区域,射流出现明显偏转。研究能够为进一步的粉末燃料喷注方案设计提供理论依据。
中图分类号: