自吸式旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室的數(shù)值研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機（RDE）具有結(jié)構(gòu)簡單、沒有旋轉(zhuǎn)部件、能量轉(zhuǎn)化率高等一系列的優(yōu)點，近年來在世界范圍內(nèi)受到了廣泛的關(guān)注。目前有關(guān)旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機的研究工作多集中在空天推進器方面，而理論上旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機也可與透平機械相結(jié)合應(yīng)用于地面或船用動力，本文重點研究的是能應(yīng)用于地面或艦船上的自吸式旋轉(zhuǎn)爆轟發(fā)動機的燃燒室。
　　本文基于 FLUENT軟件，根據(jù)不同的進口流態(tài)自適應(yīng)地調(diào)整進口流量，其中入口邊界條件由UDF實現(xiàn)，采用單步反應(yīng)模型，求解反應(yīng)

2、流歐拉方程，對燃用氫氣/空氣預(yù)混氣的旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室進行數(shù)值模擬。通過對二維簡化模型的數(shù)值計算，詳細地分析了燃燒室內(nèi)的流場特性及爆轟波結(jié)構(gòu)，同時研究了燃燒室直徑對起爆過程及爆轟燃燒室工作性能的影響。然后針對不同的過量空氣系數(shù)n，分別研究了富燃和貧燃工況下爆轟燃燒室的起爆過程、流場結(jié)構(gòu)與工作性能。最后對旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室的三維流場進行數(shù)值模擬，分析了燃燒室各軸向截面以及徑向截面的流場特征，討論了內(nèi)外壁面的斂散性對燃燒室流場的影響。
　　結(jié)

3、果表明，旋轉(zhuǎn)爆轟燃燒室存在能夠成功起爆的臨界直徑，直徑小于這一臨界值時將不能成功起爆；在軸向長度相同時，燃燒室的直徑越大爆轟波的傳播速度越快、單位時間內(nèi)燃燒的可燃氣質(zhì)量越大、增壓作用也越明顯；在本文的計算范圍內(nèi)，當n=0.2和n=5.0時，分別發(fā)生了富燃和貧燃熄火，在化學(xué)恰當比的條件下，爆轟燃燒的強度最大，爆轟波的壓力和溫度最高，同時燃燒室的增壓比也最大，而爆轟波傳播速度的最大值出現(xiàn)在n＜1時，n值越大質(zhì)量流量越大；在三維模型中，外壁面