基于火焰面模型的超声速湍流燃烧数值模拟研究

在非结构混合网格有限体积框架下,将rans方程和层流火焰面模型相结合,开展超声速湍流燃烧流动数值模拟研究,时间和空间离散分别采用lu-sgs格式和hllc格式。用sstk-ω模型模拟湍流,flamemaster3.9生成火焰面数据库,并采用β-pdf和δ-pdf分布来考察湍流和化学反应的相互作用。采用该数值方法,对dlr氢燃料超燃燃烧室和北航乙烯燃料气动斜坡超燃燃烧室开展了数值模拟研究,并将数值计算结果与实验数据进行对比,二者符合较好。研究结果表明:在主流中心支板顺流喷射超燃燃烧室内,燃烧主要发生在支板后的燃料/空气混合层内,并且火焰核心落在恰当混合物分数zst附近区域。