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摘要
理论上旋转爆轰发动机比传统爆燃发动机具有更高的热循环效率，因此被广泛研究。但目前关于气固两相旋转爆轰发动机的研究较少，而气固两相旋转爆轰发动机有望用在固体冲压发动机上。基于非预混的煤粉-空气旋转爆轰发动机进行二维数值模拟，气相采用具有体积反应的非定常黏性模型，固相采用离散相模型，煤的表面燃烧反应采用动力学/扩散限制速率模型。主要研究空气流量对气固两相旋转爆轰波的影响，分析了不同模态下旋转爆轰发动机的工作特性，并将数值模拟结果与实验结果进行对比。结果表明：计算所得旋转爆轰波波速与实验结果吻合较好，旋转爆轰波流场与实验研究定性一致。由于入口附近颗粒注射速度低于空气注射速度，颗粒层与空气层不能完全重合，导致爆轰波前局部当量比大于全局当量比。空气流量从38.14 kg/s增加到114.40 kg/s时，爆轰波的速度和温度峰值先增大后减小，而压力峰值不断增大。空气流量为49.03 kg/s时，爆轰波速度最大，并且发生模态转换过程。相对单波模态，双波模态下的爆轰波的强度和稳定性都有所下降。根据燃烧室内气固两相的分布情况，爆轰波稳定传播时流场可分为填充区、爆轰产物区和爆燃产物区3个区域。
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