Análisis de bifurcación de Hopf de la inestabilidad de combustión en un motor de cohete líquido
Autores: Liang, Xuanye; Yang, Lijun; Wang, Gaofeng; Li, Jingxuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de bifurcación de Hopf de la inestabilidad de combustión en un motor de cohete líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Bifurcación
Inestabilidad de combustión
Perturbaciones de presión
Combustor de cohete líquido
Función descriptiva de la llama
Diagramas de bifurcación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga el proceso de bifurcación de las perturbaciones de presión de inestabilidad de combustión auto-sostenida en un combustor de cohete líquido, basado en las ecuaciones de Helmholtz y una función de descripción de llama dependiente de la presión. La frecuencia modal y las tasas de crecimiento se resuelven numéricamente mediante el software comercial COMSOL multiphysics. La validación del enfoque numérico se lleva a cabo primero en un combustor de tubo Rijke, y se observa una bifurcación supercrítica para el primer modo longitudinal. Se analizan los diagramas de bifurcación para el primer modo transversal para diferentes retardos de tiempo e índices de ganancia de la función de descripción de llama. Solo se presenta la bifurcación supercrítica para esta configuración. La trayectoria de los puntos de Hopf y el diagrama de bifurcación presentan movimientos periódicos al aumentar el retardo de tiempo. El efecto de las distribuciones de longitud de llama en los diagramas de bifurcación se analiza considerando un modelo de distribución de longitud de llama no uniforme. Los resultados muestran que la distribución tiene un gran impacto en el proceso de bifurcación, por ejemplo, el primer modo transversal es más inestable para la distribución no uniforme. Finalmente, se encuentra una bifurcación subcrítica cuando se considera una función de descripción de llama más complicada; se presenta la región bistable y se discuten las condiciones para esto.
Descripción
Se investiga el proceso de bifurcación de las perturbaciones de presión de inestabilidad de combustión auto-sostenida en un combustor de cohete líquido, basado en las ecuaciones de Helmholtz y una función de descripción de llama dependiente de la presión. La frecuencia modal y las tasas de crecimiento se resuelven numéricamente mediante el software comercial COMSOL multiphysics. La validación del enfoque numérico se lleva a cabo primero en un combustor de tubo Rijke, y se observa una bifurcación supercrítica para el primer modo longitudinal. Se analizan los diagramas de bifurcación para el primer modo transversal para diferentes retardos de tiempo e índices de ganancia de la función de descripción de llama. Solo se presenta la bifurcación supercrítica para esta configuración. La trayectoria de los puntos de Hopf y el diagrama de bifurcación presentan movimientos periódicos al aumentar el retardo de tiempo. El efecto de las distribuciones de longitud de llama en los diagramas de bifurcación se analiza considerando un modelo de distribución de longitud de llama no uniforme. Los resultados muestran que la distribución tiene un gran impacto en el proceso de bifurcación, por ejemplo, el primer modo transversal es más inestable para la distribución no uniforme. Finalmente, se encuentra una bifurcación subcrítica cuando se considera una función de descripción de llama más complicada; se presenta la región bistable y se discuten las condiciones para esto.