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作者:孔维鹏;郑孟伟;宫绍天;王晓丽;
单位:北京航天动力研究所;航天液体动力全国重点实验室;
摘要:为研究液氧/甲烷同轴双离心喷嘴在超临界富燃条件下的动态燃烧特性,对单喷嘴燃烧室的燃烧流场进行了非定常数值模拟。采用真实流体状态方程模拟超临界条件下推进剂的物性参数,湍流模型采用了应力混合涡模拟(Stress-Blended Eddy Simulation,SBES),化学反应采用了考虑5种组分的两步总包反应模型。仿真结果表明:SBES模型可以较好地捕捉液氧/甲烷同轴双离心喷嘴的动态火焰特性。氧喷嘴出口锐边处的回流效应对火焰稳定起到重要作用。通过对监测点压力进行功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)分析,识别出喷嘴振荡燃烧主要频率为8 125 Hz,次要频率为3 196 Hz。喷嘴振荡燃烧主要频率与氧喷嘴声学频率有关,而次要频率与氧喷嘴和甲烷喷嘴剪切层的涡脱落过程有关。
关键词:液体火箭发动机;;液氧/甲烷;;同轴双离心喷嘴;;燃烧稳定性;;应力混合涡模拟;;数值模拟