Numerical study of combustion efficiency in supersonic free shear layer. Численное изучение полноты сгорания в сверхзвуковом свободном сдвиговом слое.

Abstract

Numerical study of two-dimensional supersonic hydrogen-air mixing and combustion in free shear layer is performed. The system of Navier-Stokes equations for multispecies reacting flow is solved using ENO scheme of third-order in accuracy. In order to produce the rollup and pairing of vortex rings, an unsteady boundary condition is applied at the inlet plane. At the outflow, the non-reflecting boundary condition is taken. For the description of reaction pathways of hydrogen, a seven species chemical reaction model by Jachimowski is adopted. The combustion efficiency is reported for different Mach number of flows. В работе представлено численное изучение двумерного сверхзвукового смешения и горения водородно-воздушной смеси в свободном сдвиговом слое. Система уравнений Навье-Стокса для многокомпонентного реагирующего газа была решена с использованием ENOсхемы третьего порядка точности. Для того, чтобы получить образование пары закручивающихся вихрей, во входном сечении реализована постановка нестационарных граничных условий. На выходном сечении было использовано граничное условие не отражения. Для моделирования протекания химических реакций была использована семи стадийная модель Джачимовского. Полнота сгорания смеси была представлена для различных чисел Маха потоков.