《旋轉爆轟發動機中非受限爆轟波傳播穩定性機理研究》是依託江蘇大學，由潘振華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：旋轉爆轟發動機中非受限爆轟波傳播穩定性機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘振華
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
旋轉爆轟發動機（Rotating Detonation Engine，簡稱RDE）是一種很有前途的新型動力裝置，僅當爆轟波在燃燒室內穩定傳播時，才具有套用價值。鑒於爆轟波在RDE中的特殊存在形式，一些學者提出了非受限爆轟波的概念，但對於其傳播穩定性方面的研究缺乏理論上的認識，這大大限制了RDE的研究步伐。因此，本項目將非受限爆轟波傳播穩定性作為基本的科學問題，從精細結構角度出發，通過實驗研究、數值模擬與理論分析，探討爆轟波自持傳播機理和失穩機理，具體研究1、軟接觸爆轟虧損對非受限爆轟波穩定傳播的影響；2、亞臨界條件下爆轟轉爆燃的過渡機制；3、環形燃燒室內，三維旋轉爆轟的胞格變化特徵。本項目的實施對非受限爆轟波基礎理論的發展和RDE的最佳化設計具有重要意義。
結題摘要
旋轉爆轟發動機（Rotating Detonation Engine，簡稱RDE）是一種很有前途的新型動力裝置，僅當爆轟波在燃燒室內穩定傳播時，才具有套用價值。本報告將RDE中爆轟波傳播穩定性作為基本的科學問題，從精細結構角度出發，通過實驗研究、數值模擬與理論分析，探討爆轟波自持傳播機理和失穩機理，具體研究內容為：1、在流動系統中，迎風面上波陣面為斜爆轟結構，靜止系統兩側和順風面上的波陣面為完全解耦的前導激波。在水平管中，波陣面與上下壁面經歷一系列馬赫碰撞事件後，最終形成正爆轟。在流動系統中，整體的胞格結構明顯向下游偏移。橫向爆轟波的產生對爆轟波的再生起到了關鍵作用。2、狹縫高度越小，爆轟極限對應的臨界初始壓力越高。對於近極限條件內不穩定爆轟傳播模式，包括“結巴”爆轟和馳振爆轟，其對應的初始壓力範圍隨著狹縫高度的降低而變寬。考慮初始和邊界條件，將水力直徑與胞格寬度之比(d/λ)作為合理的爆轟敏感性參數描述預混氣體爆轟特性，得出在不同狹縫通道內爆轟極限範圍為0.326＜d/λ＜0.403。3、對於穩定傳播模式（ri/λ≥26）,隨著初始壓力的增大，內壁面上爆轟波波陣面的周向速度逐漸趨近於直管中的爆轟速度，這是由於彎管內外壁面的發散和收斂效應之間的競爭所導致的。另外穩定傳播的火焰陣面形狀始終保持不變，並且垂直於彎管內壁面。對於臨界傳播模式（16≤ri/λ＜26），火焰陣面失穩並出現了不規則的褶皺，可以認為它是穩定傳播模式向不穩定傳播模式轉變的過渡區。對於不穩定傳播模式（ri/λ≤16），實驗得到兩種爆轟波傳播類型，一種是類似於圓管中的單頭螺旋爆轟，其對應的初始壓力範圍為5.5-11kPa。另一種是接近爆轟傳播極限時的弛振爆轟。由於彎管內外壁面對爆轟波傳播的影響程度不同，馳振爆轟周期長度具有隨機性。儘管這兩種不穩定的傳播類型都經歷了重新起爆、衰減以及息爆的周期性變化，但這兩種傳播類型的機理是是不盡相同。
