整装式含能液体燃烧推进过程气液反应流场的数值模拟

为研究燃烧室形状对整装式含能液体燃烧推进过程稳定性的作用机理，基于流体动力学理论和组分输运方程，建立了二维轴对称气液两相流动与燃烧模型，模拟了圆柱型和阶梯渐扩型燃烧室中的化学反应流场。通过对燃气空腔扩展和燃面运动的追踪，研究了温度、速度、压力以及体积分数的分布特征，分析了燃烧室形状对流场演化过程的影响规律。结果表明，含能液体点火燃烧后，所形成的燃气空腔在液体中快速膨胀，当空腔穿透液体并向弹底方向发展时，沿燃烧室轴向的燃面迅速增长，气液间的切向速度差带来Kelvin-Helmholtz不稳定效应，而阶梯渐扩型燃烧室有助于诱导径向湍流，减缓燃气空腔的轴向扩展速度，抑制轴向Kelvin-Helmholtz不稳定效应，提高整装式含能液体燃烧推进过程的稳定性，计算结果与实验数据吻合较好