Архив номеров

Численно исследуются термоакустические неустойчивости в сверхзвуковой камере сгорания с каверной. С помощью численного моделирования изучается влияние геометрии каверны (изменяются углы наклона задней стенки 22.5°, 45° и 90°, а также отношение длины к глубине 4 и 7) и давления подачи топлива (от 0.6 МПа до 1.8 МПа) на динамику потока и характеристики горения водородного топлива. Численное моделирование нереагирующего потока выявляет наличие расходных и акустических колебаний внутри каверны, частоты которых соответствуют аналитическим предсказаниям. Введение горения подавляет низкочастотные пульсации, стимулируя при этом высокочастотные колебания (15–20 кГц), причем увеличение угла наклона задней стенки способствует формированию более интенсивных вихревых структур и колебаний с более высокой частотой. Увеличение давления подачи топлива приводит к нелинейному отклику. Более высокие давления подачи вызывают эффект “запирания” потока и сдвиг в сторону более низкочастотных колебаний, связанных с отрывом крупномасштабных вихрей, по сравнению с более низкими давлениями подачи. Результаты моделирования демонстрируют хорошее соответствие экспериментальным данным, что указывает на важность как расходных и акустических колебаний, так и сложного взаимодействия динамики потока, горения и подачи топлива в формировании термоакустического поведения сверхзвуковых камер сгорания с каверной.