Влияние Динамического Напора И Молекулярного Веса Газа На Смешение При Инжекции Струй В Поперечный Сверхзвуковой Поток

Abstract

The results of a computational study of turbulent supersonic flows in a channel with a backward-facing step are presented, taking into account crossflow injection of argon and hydrogen jets. The calculations are performed at Mach number M = 4 at the channel entrance under the real flight conditions, which were realized in experiments in a hot-shot aerodynamic facility. The comparison of the flowfields is carried out for jet-to-freestream momentum ratio range J = 1 ÷ 6. It is shown that the degree of mixing, estimated from the uniformity index, increases with J increasing and with an increase in the molecular weight of the injected gas at the same J.

Cмешение Струй Газов Различной Молекулярной Массы С Высокоскоростным Потоком Воздуха При Изменении Их Динамического Напора

“…[6]. Большинство исследований посвящено инжекции струй негорючих газов: воздуха, азота, гелия, аргона [6][7][8][9], а также водорода [6,[9][10][11], этилена [4]. Различия в молекулярной массе приводят к разбросу скоростей впрыска, что сказывается на скорости роста сдвигового слоя и эффективности смешения [4,8].…”

“…При этом работ по исследованию инжекции метана [8] в высокоэнтальпийный поток все еще значительно меньше, чем для других газов. Было показано, что одним из основных параметров, от которого зависит эффективность смешения, является отношение импульсов газовой струи и потока [8][9][10][11]. Поэтому представляется весьма важным получить характеристики смешения такого перспективного топлива, как метан, в широком диапазоне давлений впрыска.…”

“…Сложная внутренняя конфигурация канала приводит к возникновению скачков уплотнения, волн разрежения и их взаимодействию с пограничным слоем на стенках и соответственно влияет на распад инжектируемых струй газа [12]. Поскольку большое число работ [8,13] выполнено на пластине в свободном потоке и/или с отдельной инжектируемой струей [9], требуются дополнительные исследования.…”