Revista Internacional de Avances en Tecnología
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abstracto

Investigaciones LES transitorias no reactivas de un mezclador aerodinámico adecuado para motores de detonación pulsada.

Andrei-Vlad Cojocea Instituto Rumano de Investigación y Desarrollo para Turbinas de Gas, Rumania

Este artículo presenta el análisis numérico LES transitorio no reactivo de un mezclador aerodinámico para determinar la oscilación autoinducida de dos chorros paralelos. El mezclador representa un diseño conceptual novedoso del sistema de suministro de mezcla combustible para una cámara de combustión de detonación pulsada. Dado que el aire entra en la cámara de combustión a gran velocidad, se buscó una alternativa al clásico remolino de aire, basado en canales perfilados. Una solución de este tipo es el mezclador que se presenta aquí, basado en las oscilaciones azimutales inducidas por un par de chorros de alta velocidad que entran en un canal en forma de anillo. El objetivo principal de la simulación es obtener información sobre la interacción aerodinámica entre los dos chorros en todo el mezclador. El análisis de flujo transitorio se lleva a cabo para resolver las oscilaciones inestables autointroducidas. Las características de flujo más relevantes, las estructuras coherentes, se analizan en diferentes lugares a lo largo de la cámara impelente anular y en su circunferencia. Los vórtices que se desarrollan tienen un impacto en las cantidades físicas de interés, especialmente en la distribución de presión y velocidad. Además, las estructuras de vórtices son más complejas debido a la interacción entre los dos chorros y tienen efecto más significativo sobre las ondas de presión que viajan dentro del pleno . Esta interacción es beneficiosa para el proceso de mezcla a números de Mach altos que se necesitan para iniciar el proceso de detonación. Por lo tanto, para una caracterización compleja del campo de flujo, no solo se proporcionan visualizaciones de presión y velocidad, sino también de vorticidad y helicidad, para poder comprender el desarrollo y movimiento de los vórtices. Dado que el enfoque principal es capturar las pequeñas estructuras coherentes, la resolución temporal de la simulación es muy baja. Basado en instantáneas de campo de flujo 2D y 3D en el tiempo y en varias regiones espaciales de interés, se ha revelado que las ondas de presión viajeras tienen un comportamiento oscilatorio autointroducido y que los vórtices se desplazan a lo largo del eje principal del mezclador hasta la salida. , donde cambian de dirección. Este artículo contribuye a una mejor comprensión de la aerodinámica, las capacidades y la idoneidad del mezclador para un motor de detonación pulsada.