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Investigación Numérica de la Iniciación de Ondas de Detonación Oblícuas Asistida por Chorro Transversal en un Combustor

Autores: Zhang, Zijian; Jiang, Ziqi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Investigación Numérica de la Iniciación de Ondas de Detonación Oblícuas Asistida por Chorro Transversal en un Combustor


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Iniciación de detonación
Motor de detonación oblicua
Fallo en la iniciación
Condiciones de vuelo de amplio rango
Ondas de detonación oblicua
Concepto asistente de iniciación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La iniciación de la detonación es un requisito previo para el funcionamiento normal de un motor de detonación oblicua (ODE), y las medidas de asistencia a la iniciación son imperativas en casos de fallos de iniciación que ocurren en un combustor de longitud limitada bajo condiciones de vuelo de amplio rango. Este estudio investiga numéricamente las características de iniciación de las ondas de detonación oblicua (ODWs) en combustores ODE alimentados con hidrógeno a números de Mach de vuelo de amplio rango o altitudes de vuelo. Se observan fallos en la iniciación de ODW tanto a bajas como a altas si no se toma ninguna medida para asistir la iniciación. A través de análisis de los campos de flujo y predicciones teóricas de la longitud de inducción de ignición, los datos revelan que el fallo de detonación a bajas se incrementa por la disminución significativa de la temperatura posterior al choque debido a una compresión de choque insuficiente, lo que lleva a un aumento significativo en . El fallo de detonación a altas se debe a la rápida disminución de la presión de entrada del combustor a medida que aumenta, lo que también resulta en un aumento en . Con la identificación adicional de las estructuras de flujo clave cruciales para la iniciación de la detonación, se propone un concepto de asistencia a la iniciación que emplea un chorro de hidrógeno transversal. Los resultados de la simulación muestran que a través de una interacción entre la onda de choque oblicua incidente y la onda de choque del chorro, el chorro transversal ayuda a iniciar una ODW en el combustor a un bajo , y la ubicación de iniciación es relativamente fija y determinada por la ubicación del chorro. A altas , se forma un patrón de reflexión de Mach en el combustor bajo los efectos del chorro transversal, y se logra una combustión detonativa por el tallo de Mach generado y sus ondas de choque reflejadas. El concepto propuesto de utilizar chorros transversales para asistir la iniciación de la detonación proporciona una referencia práctica para el desarrollo futuro de ODEs que se espera que operen bajo condiciones de vuelo de amplio rango.

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