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Dinámica de Flujo Reactivo de Inestabilidad de Baja Frecuencia en un Combustor de Scramjet

Autores: Jeong, Seung-Min; Han, Hyung-Seok; Sung, Bu-Kyeng; Kim, Wiedae; Choi, Jeong-Yeol

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Dinámica de Flujo Reactivo de Inestabilidad de Baja Frecuencia en un Combustor de Scramjet


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Estudio
Inestabilidad de combustión
Simulación numérica
Combustor de scramjet alimentado con hidrógeno
Relación de equivalencia
Modo de combustión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio investigó numéricamente la inestabilidad de la combustión y las características de un combustor scramjet alimentado con hidrógeno gaseoso a escala de laboratorio. Para este propósito, se realizó una simulación numérica con una simulación de vórtices desprendidos mejorada y un mecanismo de reacción detallado de hidrógeno/oxígeno. El marco numérico utilizó esquemas de alta resolución con alta precisión para garantizar una alta resolución y fidelidad. Se consideraron un total de cinco presiones de inyección de combustible para caracterizar la inestabilidad de la combustión en función de la relación de equivalencia. Se consideró un tiempo de muestreo de hasta 100 ms para acumular suficientemente varios ciclos de la dinámica de inestabilidad de combustión de baja frecuencia con un período del orden de 100 Hz. Los resultados numéricos revelaron la dinámica de formación/dissipación repetitiva de la onda de choque que viaja hacia arriba, y actúa como un factor clave de la inestabilidad de la combustión. El período y la frecuencia principal derivada de estas ondas de choque que viajan hacia arriba es de varios ms. El análisis de frecuencia mostró que la frecuencia de inestabilidad aumentó en el rango de baja frecuencia a medida que el modo de combustión transitaba del tipo de capa de cizallamiento de cavidad al tipo de estela de chorro. Esta característica se derivó de la transición en el modo de combustión a la misma relación de equivalencia. Por lo tanto, sugiere que el desplazamiento de la frecuencia de inestabilidad está gobernado por el modo de combustión en lugar de la relación de equivalencia. Estos resultados numéricos comprensivos demostraron no solo el efecto de la relación de equivalencia, sino también el importante papel del modo de combustión en la inestabilidad de combustión de baja frecuencia.

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