耦合传热下激波对超声速气膜冷却影响

针对离散孔式超声速平板气膜冷却,在主流区引入楔角形成激波环境,以研究激波与超声速气膜之间的相互作用。通过计算楔角在0°、15°、20°和25°产生的四种激波强度下,超声速气膜与高温壁面的耦合传热。所得结果表明:适当强度的激波能够抑制气膜入射后产生的反向涡旋对,降低主流对气膜的卷吸,增大壁面平均H2摩尔分数并降低壁面温度。对金属层温度场的分析表明,壁面冷却效果随着激波角的增加而先增加后降低,其中楔角为20°时的流场结构最有利于壁面温度保护。小楔角生成的激波在低冷流马赫数下对冷却效果的改善更明显,大楔角则在高冷流马赫数下更明显,热障涂层(TBC)不影响这种变化趋势;激波的存在削弱了TBC的影响范围。可以揭示超声速气膜在耦合传热条件下的传热机理,为超声速气膜冷却的设计提供参考,或为现有超声速气膜冷却结构的优化提供依据。

加力燃烧室湍流火焰面模型优化方法

加力燃烧室中流速高、压力低、含氧量低,燃油喷射以直射式为主,常用燃烧模型多会高估其反应速率。火焰面类模型采用查表法处理标量场,计算速度较快,但较难调整反应速率。在稳态层流火焰面模型基础上,添加了非定常化学动力学的影响因素来调整反应速率;在试验数据基础上,建立火焰面反应时间尺度,优化火焰面数据库,改善了该类方法在高速、低压、贫氧和雾化差下的数值仿真精度。结果表明:该优化方法形成的火焰面数据库能够较好模拟加力燃烧室中燃油复杂化学反应过程;在本文计算结果验证中,能将温度分布模拟误差控制在15%以内,平均温度模拟误差控制在5%以内。