Estudio numérico de la combustión inestable inducida por choque con diferentes cinéticas químicas e investigación de la inestabilidad utilizando la técnica de descomposición modal
Autores: Pavalavanni, Pradeep Kumar; Jo, Min-Seon; Kim, Jae-Eun; Choi, Jeong-Yeol
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio numérico de la combustión inestable inducida por choque con diferentes cinéticas químicas e investigación de la inestabilidad utilizando la técnica de descomposición modal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Combustión inducida por choque
Simulación numérica
Mecanismos de reacción
Región de alta temperatura
Mecanismo de inestabilidad
Descomposición de modo dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Se ha estudiado numéricamente un caso de combustión inducida por choque (SIC) inestable alrededor de un proyectil hemisférico que produjo experimentalmente una oscilación regular. Se realiza una comparación de los mecanismos de reacción H/O detallados para la simulación numérica de SIC con esquemas numéricos de orden superior destinados al uso del código para aplicaciones de propulsión hipersónica y combustión supersónica. Las simulaciones muestran que los mecanismos de reacción específicos son sensibles a la malla y producen reacciones espurias en la región de alta temperatura, lo que desencadena inestabilidad artificial en el campo de flujo oscilante. Las simulaciones también muestran que los mecanismos de reacción específicos desarrollan tales oscilaciones espurias solo en resoluciones de malla muy finas. Se investiga el mecanismo de inestabilidad utilizando la técnica de descomposición de modos dinámicos (DMD) y se analiza más a fondo la estructura espacial de los modos descompuestos. Se encuentra que la inestabilidad desencadenada por las reacciones de alta temperatura refuerza la onda de compresión reflejada y empuja la onda de choque más lejos, interrumpiendo el mecanismo de oscilación regular. La estructura coherente espacial del análisis DMD muestra el efecto de esta inestabilidad en diferentes regiones del campo de flujo oscilante regular.
Descripción
Se ha estudiado numéricamente un caso de combustión inducida por choque (SIC) inestable alrededor de un proyectil hemisférico que produjo experimentalmente una oscilación regular. Se realiza una comparación de los mecanismos de reacción H/O detallados para la simulación numérica de SIC con esquemas numéricos de orden superior destinados al uso del código para aplicaciones de propulsión hipersónica y combustión supersónica. Las simulaciones muestran que los mecanismos de reacción específicos son sensibles a la malla y producen reacciones espurias en la región de alta temperatura, lo que desencadena inestabilidad artificial en el campo de flujo oscilante. Las simulaciones también muestran que los mecanismos de reacción específicos desarrollan tales oscilaciones espurias solo en resoluciones de malla muy finas. Se investiga el mecanismo de inestabilidad utilizando la técnica de descomposición de modos dinámicos (DMD) y se analiza más a fondo la estructura espacial de los modos descompuestos. Se encuentra que la inestabilidad desencadenada por las reacciones de alta temperatura refuerza la onda de compresión reflejada y empuja la onda de choque más lejos, interrumpiendo el mecanismo de oscilación regular. La estructura coherente espacial del análisis DMD muestra el efecto de esta inestabilidad en diferentes regiones del campo de flujo oscilante regular.