超聲速氣流中低頻燃燒振蕩問題研究.pdf

1、在模擬飛行Ma4和Ma5.5兩種來流條件下，本文對不同模型發(fā)動機燃燒室內(nèi)穩(wěn)焰凹腔上游不同位置乙烯橫向噴注的低頻燃燒振蕩特性開展了試驗研究，并結(jié)合準(zhǔn)一維和二維數(shù)值計算方法，對燃燒振蕩機制進(jìn)行了分析。
　　近凹腔噴注實驗結(jié)果表明，燃燒室內(nèi)出現(xiàn)了明顯的低頻燃燒振蕩，頻率分布范圍較寬，且振幅較弱，由熱聲不穩(wěn)定性所主導(dǎo)。結(jié)合火焰高速攝影和流場紋影分析認(rèn)為，該工況下燃燒室內(nèi)存在較大范圍的亞聲速區(qū)域，下游燃燒區(qū)的非定常放熱引起的擾動能有效影響上

2、游的預(yù)燃激波或燃料噴注混合過程，從而形成閉環(huán)反饋。同時排除了燃料流量脈動和加熱器來流脈動是造成燃燒室內(nèi)低頻燃燒振蕩的影響因素。
　　根據(jù)實驗結(jié)果和相關(guān)理論分析，并通過引入一個修正系數(shù)，對燃燒室內(nèi)釋熱引起的壓力擾動與火焰位置振蕩進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，建立了分析模型。采用該模型的準(zhǔn)一維數(shù)值計算方法能夠?qū)θ紵覂?nèi)的熱聲不穩(wěn)定性進(jìn)行初步評估。計算結(jié)果顯示與聲學(xué)耦合的預(yù)燃激波與火焰區(qū)之間的聲學(xué)一對流反饋循環(huán)是壓力振蕩重要來源。對近距離噴注的并聯(lián)凹腔燃

3、燒流場進(jìn)行了二維數(shù)值計算，結(jié)果顯示，燃燒室存在較強的釋熱波動，并導(dǎo)致溫度場、激波串以及燃料射流發(fā)生變化，有可能引發(fā)燃燒振蕩。
　　遠(yuǎn)凹腔噴注實驗結(jié)果表明，燃燒室內(nèi)出現(xiàn)了以周期性火焰逆?zhèn)骱突鹧娲得摓樘卣鞯拇蠓皖l燃燒振蕩現(xiàn)象，并伴隨有明顯的周期性壓力振蕩，振幅較大，存在一個明顯的固定主頻。壓力振蕩是由火焰逆?zhèn)鲗?dǎo)致局部壓力場變化所主導(dǎo)。結(jié)合自點火和分離區(qū)分析，且通過評估兩種來流條件下的火焰逆?zhèn)魉俣?，并與相同條件下的CJ爆震速度和CJ爆