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空天技术2024年第03期:氢气化学反应机理在超声速燃烧数值仿真中的应用研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:田亮;张世毅;王洪信;朱韶华;

单位:河北工业大学能源与环境工程学院;河北省热科学与能源清洁利用技术重点实验室;慕尼黑工业大学工程与设计学院;西北工业大学航天学院;

摘要:针对一种支板构型超燃燃烧室开展了氢燃烧的化学反应动力学机理在超声速燃烧中的适用性研究,在选取了合适的湍流模型和反应模型后,研究了8种化学动力学机理(5种详细机理和3种简化机理)在相同工况下的超声速燃烧流场。对比了将3种湍流模型和2种反应模型组合后得到的仿真结果与实验数据,发现选用SST k-ω湍流模型和EDC反应模型进行支板型发动机燃烧室流场仿真最合理。通过对比使用5种详细机理模拟得到的燃烧室流场截面上温度、速度、OH浓度和H2O质量分数分布情况,发现结果中OH浓度分布有较大差别,其他参数差别不大;对比分析了使用简化机理得到的模拟结果与详细机理,发现3种简化机理得到的火焰结构、火焰温度和中间产物OH的分布都与详细机理差别很大。

关键词:支板型超燃冲压发动机;;化学动力学机理;;氢气;;简化机理;;数值模型