基于超声速气流中凹腔主动喷注的强迫点火方案研究

为了进一步研究在入口来流ma=2.1和[t0=846k,p0=0.7mpa]的条件下凹腔主动喷注对点火的影响，通过分析高速摄影拍摄的瞬态图像和合成后的统计图像对比了采用凹腔前壁面喷注、后壁面喷注等组合方式的三种乙烯点火方案，并对采用凹腔前壁和后壁面喷注相结合的组合喷注方式开展点火前冷态流场数值仿真分析。研究表明，在此工况条件下，凹腔前壁面喷注容易使燃料在凹腔角回流区内和火花塞处聚集，而凹腔后壁面喷注更加利于点火产生的初始火核在凹腔内传播，但在相同喷前压力下凹腔后壁面的喷注压降要更低；为了使燃料主动喷注后在凹腔内分布更加均匀，凹腔前壁面喷注位置应该设置在靠近剪切层处，而凹腔后壁面喷注位置应该设置在靠近凹腔底壁处；采用凹腔前壁喷注和后壁面喷注相结合的喷注方式相比于单采用前壁喷注和单采用后壁面喷注的喷注方式，凹腔的燃料分布更加均匀，点火后凹腔内火焰更加均匀稳定。当凹腔主动喷注当量比达到0.03、全局当量比达到0.14时，火焰就能穿过剪切层引燃凹腔下游横向射流，在串联凹腔中稳定地燃烧。