| 超临界碳氢燃料流动不稳定的频域分析与数值模拟 |
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| 引用本文： | 靳一超, 吴坤, 陆阳, 范学军. 超临界碳氢燃料流动不稳定的频域分析与数值模拟[J]. 推进技术, 2024, 45(1). doi: 10.13675/j.cnki.tjjs.2301025 |
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| 作者姓名： | 靳一超 吴坤 陆阳 范学军 |
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| 作者单位： | 1. 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100094;中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室,北京 100190;; 2. 中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室,北京 100190;; 3. 中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学 工程科学学院,北京 100049 |
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| 摘 要： | 再生冷却通道中的流动失稳是高超声速飞行器发动机热防护技术中的核心问题之一。为研究超临界碳氢燃料在冷却通道中的流动不稳定特性,基于有限体积法及流体物性近似,发展了高效的一维瞬态模拟方法;同时,基于小扰动假设,进一步提出了用于预测稳定行为的频域分析方法。通过相关实验,验证了模型的可靠性。基于时域和频域方法的综合分析,沿内特征曲线讨论了主要失稳类型,重点分析了受密度波及Ledinegg不稳定共同影响的复合不稳定性。随后,进一步分析了工作压力和入口温度对稳定特性的耦合影响,并基于Ntpc-Nspc空间划分了稳定区域。研究发现,复合不稳定、Ledinegg不稳定以及密度波不稳定,随入口温度升高而相继消失。Ledinegg不稳定及密度波不稳定的稳定边界在Ntpc-Nspc空间具有高度相似性,而复合不稳定性的区域在较高的压力下略有缩小。
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| 关 键 词： | 再生冷却 热防护 碳氢燃料 超临界流体 流动不稳定 瞬态模拟 频域分析 |
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