Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

An experimental and numerical study of reacting transverse jet-in-cross flow.

An experimental and numerical study of reacting transverse jet-in-cross flow. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Fureby Christer, Ben-Yakar Adela, Hanson Ron
Ort: Stockholm
Sidor: 14
Utgivningsår: 2000
Publiceringsdatum: 2000-10-26
Rapportnummer: (FOA-R--99-01288-310)
Nyckelord OH-PLIF, LES, scramjet
Sammanfattning I denna studie kombineras experimentella tekniker som schlieren och plan laserinducerad fluorescens hos OH-radikaler (OH-PLIF) med moderna beräkningsmetoder som monotont integrerad large eddy simulering (MILES) att studera de centrala fysikaliska processerna omblandning, antändning, flamstabilisering och förbränning i närheten av en transversell injektor i en supersonisk tvärström. Vi fokuserar på friströmsbetingleser som karaktäriseras av Ma=2.35 och T= 1400K, vilket motsvarar en scramjetmotor som flyger vid Ma=8. I simuleringarna används en förenklad beskrivning, baserad på en blandningsandels formulering, för att representera omblandning och förbränningsdynamiken. Jämförbara mätningar på penetrationen används för att utvärdera noggrannheten i simuleringarna. God kvantitativ överensstämmelse för jetpenetration och god kvalitativ överensstämmelse mellan schlieren och det simulerade densitietsfältet samt mellan OH-PLIF och den simulerade skalära dissipationshastigheten understödjer användningen av numeriska studier för att undersöka reagerande transversella jetströmmar. Baserat på den samlade informationen från experiment och beräkningar kan en djupare insikt i det komplexa strömningsfältet nås, liksom i de fundamentala fysikaliska processerna som påverkar omblandning, exotermisitet och auto-antändning. Vi fokuserar i synnerhet på effekten av den instabila virveldynamiken i jeten på transporten av ´hot-spots´ (radikaler) och den associerade flamförankringen och återantändningen, vilka är viktiga för lyckad drift av scramjet-motorer.
Abstract In this study experimental techniques such as schlieren and Planar Laser Induced Fluorescence of OH radicals (OH-PLIF) are combined with modern computational methods such as Monotone Integrated Large Eddy Simulation (MILES) to study the key physical processes of mixing, ignition, flame stabilisation and combustion in the vicinity of a transverse injector in a supersonic cross-flow. We focus on freestream flow conditions characterised by Ma=2.35 and T=1400K that correspond to a scramjet engine flying at Ma=8. In the simulations a simplified description, based on a mixture fraction formulation, is used to represent mixing and combustion dynamics. Comparative measurements of jet-entrainment are used to quantify the accuracy of the simulations. Good quantitative agreement for jet-penetration, and good qualitative agreement between schlieren and the simulated density field, as well as between OH-PLIF and the simulated scalar dissipation rate supports the use of numerical studies in examining reacting transverse jet-in-crossflow problems. Based on the combined information from experiments and predictions improved understanding of the complex flow field, and its influences on fundamental physical processes affecting mixing, exothermicity and autoignition, are obtained. In particular we focus on the influence of the unsteady vortex dynamics of the jet on the advection of hot-spots (radicals) and the associated flame-holding and autoignition, important to the successful operation of scramjet engines.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182