夏雪峰,高 峰,王宏宇,张 涵

(空军工程大学防空反导学院,西安 710051)

支板构型对煤油/空气混合影响数值分析*

夏雪峰,高 峰,王宏宇,张 涵

(空军工程大学防空反导学院,西安 710051)

为研究支板尾部结构对煤油/空气混合特性的影响,采用离散相模型对五种支板-凹腔构型的超燃燃烧室进行数值仿真,得到了对应煤油分布、涡结构和总压损失情况。结果表明,交错斜坡支板和交错楔形支板均能提高煤油组分混合效率,但也带来较大的阻力和总压损失;楔形块数少的支板更容易产生尺度大且能量大的流向涡,可有效扩展可燃混合区范围;楔形块数多的支板有利于促进近场的小尺度混合,但在远场的大尺度混合不占优势。

超燃燃烧室;支板构型;混合效率;数值分析

0 引言

超声速混合问题是超燃冲压发动机设计的关键课题之一。飞行马赫数大于2时,发动机内的气流在燃烧室内滞留的时间极短,燃料与空气的混合过程必须在有限时间和空间内完成。大量研究表明,基于流向涡技术的物理斜坡、气动斜坡、支板等被动式掺混增强装置能够产生涡流,以促进燃料湍流的迅速混合[1]。其中支板作为燃烧室内重要部件,起着燃料喷注器和扰流器的双重作用[2-7],一直是超燃燃烧室研究中的热点之一。

国外研究中,文献[4]对比分析了普通斜坡支板与交错斜坡支板的差异,文献[5]用数值方法研究了交错楔形尾部支板的流场特性。国内于江飞等研究了支板后缘构型对超声速混合的影响[6],王应洋等研究了带交错尾部支板的乙烯超燃燃烧室流场特性[7]。……