《基於DDT過程的旋轉爆震波起始機理研究》是依託南京理工大學，由馬虎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於DDT過程的旋轉爆震波起始機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬虎
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
旋轉爆震波起始是RDE穩定工作的前提。採用低能量點火，通過DDT過程獲得旋轉爆震波是一種簡單、高效的起始方式，但目前對相關機理的認識尚不清楚。.本項目通過實驗和數值研究相結合，擬對低能量點火方式下圓盤形RDE燃燒室內的DDT過程、爆震波向旋轉爆震波演變過程展開研究，從側向膨脹、橫向射流、反應物活性等因素入手，分析RDE中火焰、激波的形成及傳播特點，探討激波與火焰的相互作用及耦合機制；明確爆震波向旋轉爆震波演變的條件及影響因素，從而揭示基於DDT過程的旋轉爆震波起始機理。項目成果有助於理解低能量點火方式下旋轉爆震波的形成、多波頭產生以及旋轉爆震波湮滅後再起爆等現象，並對發展簡單、高效的旋轉爆震波起始方法具有重要意義。
結題摘要
旋轉爆震發動機近些年已成為動力領域的研究熱點。旋轉爆震波的起始是旋轉爆震發動機穩定工作的前提，本項目針對圓盤形燃燒室開展基於DDT過程的旋轉爆震波起始機理研究。通過離子探針、動態壓力感測器以及光學觀測等同步測量技術，並結合數值模擬手段，觀察到了旋轉爆震燃燒室內初始火焰形成、火焰加速、局部爆炸點形成以及旋轉爆震波的建立等過程，對比分析了不同工作模態、點火方式、點火位置以及質量流率下旋轉爆震波的建立過程，分析了影響旋轉爆震波建立的關鍵因素及其影響規律，揭示了旋轉爆震燃燒室內的DDT過程以及旋轉爆震波的起始機制。 研究表明，設計的圓盤形旋轉爆震燃燒室可以穩定工作；基於小能量點火的旋轉爆震波起始過程可以歸納為火花放電形成初始緩燃火焰，並發展成兩道相向傳播的燃燒波，燃燒波對撞後形成局部爆炸點，並產生強激波，隨後激波與火焰相互作用，初步形成不穩定爆震波，最後發展為穩定的旋轉爆震波；通過對單一影響因素的分析，小能量火花塞點火方式下RDW的起爆時間較為隨機，且波動很大，隨著空氣品質流率的增大，起爆時間的波動範圍小幅度降低；高能火花塞和預爆震管兩種點火方式下RDW起爆時間分布較為集中，且受質量流率的影響較小；對於本項目研究的幾種點火位置，均能實現旋轉爆震波的成功起始，點火位置靠近噴注面附近點火，RDW的起爆時間相對較短，且波動較小；當旋轉爆震波高度接近圓盤形燃燒室寬度時，發現了旋轉爆震波的解耦—再起爆現象，旋轉爆震波在接近出口處率先解耦，解耦處的前導激波速度逐漸降低，隨後與反射激波發生碰撞，流場中出現局部熱點，爆震波再次起爆。 項目研究成果為發展基於小能量注入的旋轉爆震波起爆技術奠定了理論基礎，有望建立結構簡單、可靠的旋轉爆震發動機點火技術。
