气体中心旋流同轴喷注器

自脉动机理首次揭示

首次通过高速摄影捕捉到凹槽腔内非稳态气液流动,揭示由周期气液堵塞驱动的压力松弛循环,为抑制火箭发动机高频燃烧不稳定提供设计依据。

Xinyao, Lei · Zhang, Meng · Zhou, Shuai · Chengkui, Wu · Dong, Fangmian · Liu, Hongjun

Physics of Fluids 2025

参数信息

高频振荡出现条件
0.1 ≤ M < 0.8 and Rel > 15000
高频振荡消失条件
M ≥ 0.8 and Rel < 20000
斯特劳哈尔数峰值频率
2-4 kHz
斯特劳哈尔数在凹槽比 1.7 时的频率
0.5-2 kHz
斯特劳哈尔数在凹槽比 1 时的频率
0 kHz

技术优势

首次直接观测凹槽内流动

高速摄影捕捉到凹槽腔内非稳态气液流动,揭示出三种喷雾模式及压力松弛循环,使喷注器设计不再是黑箱。

给出抑制高频振荡的工况边界

明确了高频振荡存在和消失的动量比、雷诺数范围,以及凹槽比窗口,设计者可直接避开有害工况。

揭示自脉动核心机理

压力松弛循环模型解释了振荡如何由周期性气液堵塞触发,为改进喷注器设计提供了理论依据。

凹槽比 1.4 是高频振荡峰值点

斯特劳哈尔数在凹槽比 1.4 处达到峰值(约 2–4 kHz),设计时可利用该参数优化喷注器。

应用场景