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摘要
为研究环形燃烧室中凹腔对旋转爆轰流场的影响，通过在开源计算流体动力学软件OpenFOAM框架内求解Navier-Stokes方程，对C_2H_4/Air旋转爆轰燃烧室(RDC)进行三维数值模拟研究。保持进气总压为0.6 MPa,分别在总温300 K、600 K和800 K条件下对比同轴圆环形和凹腔基环形两种构型RDC的主要流场特征，研究凹腔对旋转爆轰波传播特性的影响，定量分析不同热释放速率下消耗的燃料占比，对比了不同热释放速率下消耗的燃料比例。结果表明：对于凹腔基环形RDC,在凹腔内存在回流区，导致在凹腔上游流速缓慢，但在凹腔收缩段流动明显加速，RDC出口的面平均马赫数大于与之对应的同轴圆环形RDC;受燃料向RDC出口和凹腔内壁方向侧向膨胀的影响，相对于同轴圆环形RDC,爆轰波在凹腔基环形RDC中传播时具有更高的速度亏损；部分新鲜燃料与燃烧产物在凹腔内混合，提高了爆轰波波前反应物的温度；在相同进气条件下，同轴圆环形RDC以爆轰形式消耗的燃料占比更多。所得研究结果对RDC的结构设计和优化具有一定的指导意义。
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单位瞬态物理国家重点实验室; 南京理工大学
