基于火焰面和射流模型的双模态冲压燃烧室一维性能计算

为了快速地得到双模态燃烧室中的参数分布,采用射流模型,获得燃料混合分数的时均值、脉动值以及当量标量耗散率的时均值在双模态冲压发动机燃烧室中的三维分布;采用火焰面模型得到燃烧组分和释热分布,将三维信息通过流道横截面面积平均加入到一维非稳态计算模型,求解流动控制方程得到双模态燃烧室一维参数分布。通过不同类型算例验证,表明该方法能较准确地预测燃烧内壁面压力的变化趋势,克服了燃料射流非一维因素对一维计算方法带来的不利影响。

跨/超临界条件下火焰面方程求解与分析

本文在FlameMaster程序基础上,发展了跨/超临界计算函数包,实现了跨/超临界条件下火焰面方程的求解。首先,构建了跨/超临界燃烧模型,通过立方型真实流体状态方程以解释跨临界流体在“伪沸腾”区域所表现出的偏离理想气体的热力学行为,并对热力学性质与输运性质等参数进行了真实流体效应修正。然后将上述模型植入FlameMaster程序并对相关的数值方法进行了调整以保证求解器稳定收敛。最后,通过典型工况算例,对修改后的FlameMaster程序进行了验证。在此基础上以跨/超临界液氧/气氢火焰为例,研究了模型实现过程中的一些重要细节和结果,包括采用不同真实流体状态方程得到结果的差异、真实流体模型与理想气体模型的偏离以及网格算法因素对计算结果的影响,并进一步利用相图方法研究了不同条件参数对火焰结构的影响。