Численное моделирование воспламенения горючего в камере сгорания ГПВРД


DOI: 10.34759/tpt-2021-13-4-148-154

Авторы

Молчанов А. М.*, Грибиненко Д. В.**, Янышев Д. С.***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: alexmol_2000@mail.ru
**e-mail: dgribinenko@gmail.com
***e-mail: dyanishev@gmail.com

Аннотация

Исследована адекватность различных математических моделей химической кинетики при моделировании воспламенения горючего в камере сгорания ГПВРД. Показано, что результаты, полученные с помощью использования упрощенной модели химической кинетики, существенно отличаются от результатов, полученных с помощью использования полной модели. Исследовано влияние изменения угла сверхзвукового диффузора на воспламенение горючего в камере сгорания ГПВРД. Показано, что даже небольшое изменение угла входного устройства существенно влияет на момент воспламенения и интенсивность горения топлива. Проведено сравнение различных механизмов химической кинетики горения водорода. Показано, что при использовании упрощенного механизма воспламенение горючего происходит выше по потоку и горение является более интенсивным по сравнению с использованием полного механизма.

Ключевые слова:

сверхзвуковой поток, горение, воспламенение, химическая кинетика

Библиографический список

  1. Oevermann M. Numerical investigation of turbulent hydrogen combustion in a SCRAMJET using flamelet modeling // Aerospace Science and Technology. 2000. V. 4. N 7. P. 463–480.

  2. Magnussen B.F., Hjertager B.H. On mathematical modeling of turbulent combustion with special emphasis on soot formation and combustion // Symposium (international) on Combustion. Elsevier. 1977. V. 16. P. 719–729.

  3. Hyslop P. CFD modelling of supersonic combustion in a scramjet engine // Final Report. 1998. P. 1–59.

  4. Khan A.A., Venkat Iyengar S. Numerical simulation of supersonic combustion of hydrogen in a vitiated air stream // 11th AeSI Annual CFD Symposium. Inidian Institute of Science. Bangalore. India. 2009. 7 р.

  5. Звегинцев В.И. Газодинамические установки кратковременного действия. В 2-х ч. Ч. 1. Установки для научных исследований // Новосибирск: Параллель, 2014. 551 с.

  6. Magnussen B.F. The eddy dissipation concept: A bridge between science and technology // Norwegian University of Science and Technology Trondheim. 2005. 25 р.

  7. Connaire M.O., Curran H.J., Simmie J.M., Pitz W.J., Westbrook C.K. A comprehensive modeling study of hydrogen oxidation // International Journal of Chemical Kinetics. 2004. V. 36. P. 603–622.

  8. Molchanov A.M. Numerical simulation of supersonic chemically reacting turbulent jets // AIAA Paper 2011-3211. 2011.

  9. Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal. 1994. N 32 (8). P. 1598–1605.

  10. Быков Л.В., Молчанов А.М., Янышев Д.С. Численный метод расчета сверхзвуковых турбулентных течений с химическими реакциями // Вестник МАИ. 2010. Т. 17. № 3. С. 108–119.

  11. Bykov L.V., Molchanov A.M., Platonov I.M., Yanyshev D.S. Influence of geometric parameters and chemical kinetics model on combustion in supersonic flow // Int. Journal of Fluid Mechanics Research. 2017. N 44 (6). P. 553–563.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024