Investigaciones sobre las características de atomización y los mecanismos de chorros líquidos en flujo cruzado supersónico
Autores: Zhou, Donglong; Chang, Jianlong; Shan, Huawei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigaciones sobre las características de atomización y los mecanismos de chorros líquidos en flujo cruzado supersónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cámara de combustión
Scramjets
LJIC
Simulación de grandes remolinos
LES
Refinamiento adaptativo de mallas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En la cámara de combustión de los scramjets, los chorros de combustible interactúan con el flujo de aire supersónico en forma de un chorro líquido en contraflujo (LJIC). Es difícil lograr una mezcla adecuada entre el chorro y el contraflujo y la combustión eficiente del combustible en un instante. En este artículo se utilizan simulaciones de grandes vórtices (LES), el método acoplado de nivel de conjunto y volumen de fluido (CLSVOF), y un marco de refinamiento de malla adaptativa (AMR) para simular LJICs supersónicos. De esta manera, se pueden explorar y analizar en detalle las características y mecanismos de atomización del LJIC. Se encuentra que las ondas de superficie de la columna líquida existen en forma bidimensional, incluyendo direcciones verticales y en la dirección del ancho. La ruptura de la columna ocurre cuando todas las ondas de superficie en la dirección del ancho entre ondas de superficie verticales adyacentes se rompen. Las ondas de choque en forma de arco, compuestas por múltiples ondas de choque conectadas, son dinámicas y cambiarán con la evolución de la columna líquida. El movimiento del anillo de vórtice de los LJICs supersónicos, cuyas tendencias en las direcciones vertical y en el ancho son diferentes, es relativamente complejo, lo que se debe a la forma compleja y dependiente del tiempo de las columnas líquidas.
Descripción
En la cámara de combustión de los scramjets, los chorros de combustible interactúan con el flujo de aire supersónico en forma de un chorro líquido en contraflujo (LJIC). Es difícil lograr una mezcla adecuada entre el chorro y el contraflujo y la combustión eficiente del combustible en un instante. En este artículo se utilizan simulaciones de grandes vórtices (LES), el método acoplado de nivel de conjunto y volumen de fluido (CLSVOF), y un marco de refinamiento de malla adaptativa (AMR) para simular LJICs supersónicos. De esta manera, se pueden explorar y analizar en detalle las características y mecanismos de atomización del LJIC. Se encuentra que las ondas de superficie de la columna líquida existen en forma bidimensional, incluyendo direcciones verticales y en la dirección del ancho. La ruptura de la columna ocurre cuando todas las ondas de superficie en la dirección del ancho entre ondas de superficie verticales adyacentes se rompen. Las ondas de choque en forma de arco, compuestas por múltiples ondas de choque conectadas, son dinámicas y cambiarán con la evolución de la columna líquida. El movimiento del anillo de vórtice de los LJICs supersónicos, cuyas tendencias en las direcciones vertical y en el ancho son diferentes, es relativamente complejo, lo que se debe a la forma compleja y dependiente del tiempo de las columnas líquidas.