Аннотация:
Численно исследуется инициирование и стабилизация детонационного горения паров керосина в сверхзвуковом воздушном потоке, поступающем в расширяющееся осесимметричное сопло с коаксиальным центральным телом. В расчетах используется редуцированная кинетическая модель горения, включающая в себя 68 реакций для 44 компонентов. Энтальпия и энтропия компонентов определяются с использованием аппроксимирующих полиномов из базы данных NASA. В основе гидродинамической модели лежат двумерные нестационарные уравнения Эйлера для осесимметричного течения многокомпонентного реагирующего газа. Расчеты выполняются с использованием конечно-разностной схемы Годунова и ее β-модификации повышенной точности на гладких решениях. Определены параметры потока, обеспечивающие стабильное детонационное горение паров керосина в рассматриваемом сопле. Детонационное горение керосина дает более высокую тягу, чем сжигание водорода, но заметно проигрывает по удельной тяге. Расчеты выполнены на суперкомпьютере “Ломоносов” Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.
Образец цитирования:
Ю. В. Туник, Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов, Н. А. Славинская, “Численное моделирование детонационного горения паров керосина в расширяющемся сопле”, Физика горения и взрыва, 56:3 (2020), 105–114; Combustion, Explosion and Shock Waves, 56:3 (2020), 344–352
Yu. V. Tunik, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov, V. O. Mayorov, M. C. Assad, “Initiation of Stable Detonation Combustion of Kerosene Vapors behind an Oblique Shock Wave in a Rarefied Atmosphere”, Russ. J. Phys. Chem. B, 16:4 (2022), 699
Yu V. Tunik, G.Ya Gerasimov, V. Yu Levashov, V.O. Mayorov, “Busemann diffuser for supersonic ramjet on detonation combustion of kerosene vapor”, Acta Astronautica, 198 (2022), 495
Jian Dai, Fei Xu, Xiaodong Cai, Yasser Mahmoudi, “Effects of velocity shear layer on detonation propagation in a supersonic expanding combustor”, Physics of Fluids, 33:10 (2021)
Ю. В. Туник, Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов, М. С. Ассад, “Эффективность детонационного горения паров керосина в соплах различной конфигурации”, ТВТ, 59:4 (2021), 541–547; Yu. V. Tunik, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov, M. S. Assad, “Efficiency of detonation combustion of kerosene vapor in nozzles of various configurations”, High Temperature, 60:1, Suppl. 1 (2022), S52–S58
G. Ya. Gerasimov, Yu. V. Tunik, P. V. Kozlov, V. Yu. Levashov, I. E. Zabelinskii, N. G. Bykova, “Simplified Kinetic Model of Kerosene Combustion”, Russ. J. Phys. Chem. B, 15:4 (2021), 637
П. В. Козлов, Ю. В. Акимов, Г. Я. Герасимов, В. Ю. Левашов, “Воспламенение пропано-воздушной смеси за отраженной ударной волной при высоких давлениях”, ТВТ, 59:2 (2021), 231–235; P. V. Kozlov, Yu. V. Akimov, G. Ya. Gerasimov, V. Yu. Levashov, “Ignition of a propane-air mixture for a reflected shock wave at high pressures”, High Temperature, 59:2 (2021), 205–209