隨著超燃沖壓發動機進一步被研究,如何使用碳氫燃料在有限的空間內組織高效地燃燒成了研究的熱點之一。目前碳氫燃料要在有限的空間內完成燃燒,需要進行點火及一定的燃燒加強。其中一種方法是利用部分空氣和燃料在亞音速區域組織預先燃燒。在早期的研究中,Kay等采用引燃裝置進行了不同碳氫燃料超音速燃燒試驗,引燃超音速燃燒試驗表明,預先燃燒對于碳氫燃料的成功點燃起到了十分關鍵的作用。在他們的試驗中,Kay使用不同的壁面結構用來進行初始燃燒過程建立并穩定火焰。Taha燃燒室結構也是應用了引燃方式的一種,在沿主流方向Taha燃燒室設置了一個引燃的凹腔,通過凹腔內部的預先燃燒點燃主燃部分的燃料。Taha等利用CFD手段,用該裝置對不同引燃燃料化學當量比下的流場和能量特征進行了比較,對引燃燃料化學當量比與增強火焰駐留機理的關系進行了探討。本次算例采用Taha燃燒室模型,并對引燃當量比為0.06的情況進行了模擬,驗證了CHCFDLab對于引燃及凹腔構型的易用性。
圖1 Taha燃燒室幾何和網格示意圖
圖2 CO質量分數分布(上圖為噴口展向截面,下圖為對稱面)
圖3 CO2質量分數分布(上圖為噴口展向截面,下圖為對稱面)