Аннотация:
Проведено расчетно-экспериментальное исследование непрерывной спиновой детонации смеси Н2–О2 в кольцевой камере сгорания с подачей компонентов топлива через форсунки. В кольцевой камере диаметром 4 см с расширением канала осуществлено сжигание газовой водородокислородной смеси в режиме непрерывной спиновой (вращающейся) детонации. При варьировании расходов компонентов смеси и противодавления внешней среды исследована структура течения. В двумерной нестационарной газодинамической постановке задачи при соответствующих экспериментам геометрических параметрах камеры численно исследована динамика поперечной детонационной волны. Получено удовлетворительное соответствие с экспериментами по форме детонационных фронтов, скорости детонации и высоте фронта волны. Определена оптимальная длина начала расширения канала, обеспечивающая максимальный удельный импульс при спиновом детонационном режиме.
Образец цитирования:
Ф. А. Быковский, С. А. Ждан, Е. Ф. Ведерников, “Исследование непрерывной спиновой детонации водородокислородных смесей. 2. Камера с расширением кольцевого каналаx”, Физика горения и взрыва, 44:3 (2008), 95–108; Combustion, Explosion and Shock Waves, 44:3 (2008), 330–342
Yunzhen Zhang, John Z. Ma, Zhaohua Sheng, Guangyao Rong, Dawen Shen, Jianping Wang, Kevin Wu, AIAA SCITECH 2023 Forum, 2023
Yunzhen Zhang, Zhaohua Sheng, Guangyao Rong, Dawen Shen, Kevin Wu, Jianping Wang, “Experimental research on the performance of hollow and annular rotating detonation engines with nozzles”, Applied Thermal Engineering, 218 (2023), 119339
Venkat Athmanathan, James Braun, Zachary M. Ayers, Christopher A. Fugger, Austin M. Webb, Mikhail N. Slipchenko, Guillermo Paniagua, Sukesh Roy, Terrence R. Meyer, “On the effects of reactant stratification and wall curvature in non-premixed rotating detonation combustors”, Combustion and Flame, 240 (2022), 112013
Xiao-Jian He, Xiang-Yang Liu, Jian-Ping Wang, “On the mechanisms of the multiplicity and bifurcation of detonation waves in 3D rotating detonation engines”, Aerospace Science and Technology, 130 (2022), 107874
Ian J. Shaw, Jordan A.C. Kildare, Michael J. Evans, Alfonso Chinnici, Ciaran A.M. Sparks, Shekh N.H. Rubaiyat, Rey C. Chin, Paul R. Medwell, Direct Numerical Simulations - An Introduction and Applications, 2021
Yepan Zhong, Yun Wu, Di Jin, Xin Chen, Xingkui Yang, Shunli Wang, “Effect of channel and oxidizer injection slot width on the rotating detonation fueled by pre-combustion cracked kerosene”, Acta Astronautica, 165 (2019), 365
Brent A. Rankin, Joshua R. Codoni, Kevin Y. Cho, John L. Hoke, Frederick R. Schauer, “Investigation of the structure of detonation waves in a non-premixed hydrogen–air rotating detonation engine using mid-infrared imaging”, Proceedings of the Combustion Institute, 37:3 (2019), 3479
S. Hansmetzger, R. Zitoun, P. Vidal, “A study of continuous rotation modes of detonation in an annular chamber with constant or increasing section”, Shock Waves, 28:5 (2018), 1065
Brent A. Rankin, Daniel R. Richardson, Andrew W. Caswell, Andrew G. Naples, John L. Hoke, Frederick R. Schauer, “Chemiluminescence imaging of an optically accessible non-premixed rotating detonation engine”, Combustion and Flame, 176 (2017), 12
Brent A. Rankin, Matthew L. Fotia, Andrew G. Naples, Christopher A. Stevens, John L. Hoke, Thomas A. Kaemming, Scott W. Theuerkauf, Frederick R. Schauer, “Overview of Performance, Application, and Analysis of Rotating Detonation Engine Technologies”, Journal of Propulsion and Power, 33:1 (2017), 131
Brent A. Rankin, Joshua R. Codoni, Kevin Y. Cho, John Hoke, Frederick R. Schauer, 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2017
Brent A. Rankin, Christopher A. Fugger, Daniel R. Richardson, Kevin Y. Cho, John Hoke, Andrew W. Caswell, James R. Gord, Frederick Schauer, 54th AIAA Aerospace Sciences Meeting, 2016
Frank K. Lu, Eric M. Braun, “Rotating Detonation Wave Propulsion: Experimental Challenges, Modeling, and Engine Concepts”, Journal of Propulsion and Power, 30:5 (2014), 1125
Frank Lu, Eric Braun, Luca Massa, Donald Wilson, 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, 2011
Eric Braun, Nathan Dunn, Frank Lu, 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 2010
Ф. А. Быковский, С. А. Ждан, Е. Ф. Ведерников, “Реализация и моделирование непрерывной спиновой детонаци водородокислородной смеси в камерах проточного типа. 2. Камеры с расширением кольцевого канала”, Физика горения и взрыва, 45:6 (2009), 91–104; F. A. Bykovskii, S. A. Zhdan, E. F. Vedernikov, “Realization and modeling of continuous spin detonation of a hydrogen-oxygen mixture in flow-type combustors. 2. Combustors with expansion of the annular channel”, Combustion, Explosion and Shock Waves, 45:6 (2009), 716–728
Ф. А. Быковский, Е. Ф. Ведерников, “Исследование непрерывной спиновой детонации водородокислородных смесей. 3. Методики измерения параметров потока и структура течения в камерах сгорания различной геометрии”, Физика горения и взрыва, 44:4 (2008), 87–97; F. A. Bykovskii, E. F. Vedernikov, “Continuous spin detonation of hydrogen-oxygen mixtures. 3. Methods of measuring flow parameters and flow structure in combustors of different geometries”, Combustion, Explosion and Shock Waves, 44:4 (2008), 451–460