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(jī)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(yàn)研究，并結(jié)合準(zhǔn)一維和二維數(shù)值計(jì)算方法，對燃燒振蕩機(jī)制進(jìn)行了分析。
　　近凹腔噴注實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)理論分析，并通過引入一個(gè)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(jì)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(jì)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(jì)算，結(jié)果顯示，燃燒室存在較強(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(diǎn)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)魉俣龋⑴c相同條件下的CJ爆震速度和CJ爆