AI Summary & Key Takeaways
AI InsightKeywords:Ramjet, Combustion, Cavity, Computational fluid dynamics
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Combustion characteristics in a ramjet combustor with cavity flame-holder is studied numerically. Combustor follows a constant area isolator section and comprises of hydrogen fuel injected sonically upstream of the cavity. Secondary fuel injection is performed at the cavity back wall. A diverging section follows the cavity. These concepts are utilized in many designs. Simulations were performed for an entrance Mach number of 1.4. Stagnation temperature is 702 K, corresponding to a flight Mach number of 3.3. Detailed chemical kinetics is taken into account with a reaction mechanism comprising of 9 species and 25 reaction steps. Turbulence is modeled using Menter's $k omega$ shear stress transport model, which is suitable for high speed internal flows. It is observed that flame anchors at the leading edge of the cavity, and the flame is stabilized in the cavity mode rather than the jet-wake mode. Simulation captures all the essential features of the reacting flow field. Keywords:Ramjet, Combustion, Cavity, Computational fluid dynamics
Özet
Alevin kavite yardımı ile tutulduğu bir ramjet yanma odasında alev davranışı sayısal olarak incelenmiştir. Yanma odası sabit kesit alanlı bir izolatörün hemen ardındadır. Hidrojen yakıtı kavitenin akış yukarı yönünde ses hızında enjekte edilmektedir. İkincil yakıt enjeksiyonu ise kavitenin arka duvarından sağlanmaktadır. Kavitenin ardında kesit alanı genişleyen bir kesim bulunur. Bu yaklaşım birçok tasarımda kullanılır. Sayısal hesaplamalar giriş Mach sayısı 1.4 için yapılmıştır. Durma noktası sıcaklığı 702 K olup, bu koşullar uçuş Mach sayısı olarak 3.3’e karşılık gelmektedir. Hesaplamalarda ayrıntılı kimyasal kinetik 9 tür ve 25 tepkime basamağından oluşan bir mekanizma ile göz önüne alınmıştır. Türbülans ise yüksek hızlı iç akışlar için uygun olan Menter’in $k - omega$ kayma gerilimi taşınımı modeli ile modellenmiştir. Sonuçta alevin kavitenin ön kenarına tutunduğu ve alevin jet ardındaki anafordan ziyade kavite içerisinde kararlı hale geldiği gözlemlenmiştir. Sayısal hesaplamalar tepkimeli akış alanının bütün önemli özelliklerini açığa çıkartabilmektedir.