超声速湍流混合层燃烧高精度数值模拟研究

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• 论文作者：陈钱 ; 张会强 ; 王兵 ; 周伟江 ; 杨云军
• 年：2016
• 作者机构：中国航天空气动力技术研究院;清华大学航天航空学院;
• 论文关键词：超声速湍流 ; 超声速混合层 ; 超声速燃烧 ; 高阶格式 ; 高精度数值模拟
• 会议召开时间：2016-10-20
• 会议录名称：第九届全国流体力学学术会议论文摘要集
• 语种：中文
• 分类号：V231
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第九届全国流体力学学术会议
• 会议地点：中国江苏南京
• 主办单位：中国力学学会流体力学专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：1
• 文件大小：27k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

超声速湍流混合层燃烧是未来吸气式高超声速飞行器推进系统中普遍存在的现象,亟待开展深入研究。本文基于九组分Navier-Stokes方程和十九步氢氧详细化学反应机理,通过高阶格式对三维超声速湍流混合层燃烧开展了数值模拟研究。对流项采用五阶紧致-WENO混合格式进行离散,扩散项采用六阶紧致格式进行离散,源项采用点隐格式进行处理,非定常项采用三级Runge-Kutta格式进行时间推进。结果表明:高阶格式能精确分辨超声速湍流混合层燃烧过程中的涡结构与火焰结构;涡的演化经历了展向涡、伽马涡、发卡涡、细长涡等阶段;火焰演化过程中呈现出局部火焰形成、火焰变形、火焰传播、局部熄火等现象。这些瞬态场及其演化过程既有助于理解超声速湍流混合层燃烧的时空图像,亦对认识超声速湍流混合层燃烧的全局特性具有重要意义。

引文