Author: Brent Steven Green
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Languages : en
Pages : 200

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Languages : pt-BR
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Nesta dissertação apresentam-se os resultados de um estudo numérico da interação entre uma onda de detonação oblíqua forte estabilizada pela rampa de um diedro e o leque expansão gerado pela deflexão da superfície do diedro. Neste estudo foi utilizado um código numérico que resolve asequações que governam o escoamento de uma mistura reativa de hidrogênio e ar. Estas equações são discretizadas por um procedimento do tipo volumes finitos centrado na célula de cálculo, segundo um esquema que leva em contaas velocidades características do escoamento. A presença de ondas de choque e detonação requer o uso de procedimentos de adaptação de malha. Neste trabalho procedimentos de enriquecimento e empobrecimento de malha são usados, o primeiro para melhorar a resolução das regiões do escoamento nas quais ocorrem grandes gradientes das propriedades, enquanto o segundo para retirar pontos da malha em locais onde os gradientes são pequenos. Mostra-se que este procedimento de empobrecimento, desenvolvido neste trabalho, resulta em ganhos no tempo de processamento. Na determinação dos parâmetros que levem a obter ondas do tipo Chapman-Jouguet como resultado da interação, inicialmente é realizada uma análisequase uni-dimensional baseada nos diagramas das polares de detonação e nos diagramas do tempo de indução da mistura reativa. Em seguida, os resultados das simulações numéricas mostram que a obtenção de uma detonação do tipo Chapman-Jouguet é possível para valores intermediáriosdo ângulo diedro, dentro da faixa das detonações estáveis. Quando o ângulo do diedro é próximo ao ângulo máximo permitido para detonações estáveis obteve-se o desacoplamento da onda de detonação, com a subsequente extinção do processo de combustão.

Author: Jeong-Yeol Choi
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Languages : en
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Author: Bonnie J. McBride
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Category : Chemical equilibrium
Languages : en
Pages : 300

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Author: Shaye Yungster
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Category : Detonation waves
Languages : en
Pages : 18

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Author: Yi-Jhen Wu
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Category :
Languages : en
Pages : 244

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This study investigates the phenomena of flow dynamics and the system performance of oblique detonation wave engines (ODWEs) using a single-step reactive model. In order to properly treat numerical stiffness due to chemical reactions, the time-operator splitting method is used. The AUSMDV numerical flux combined with the ATM (Average of THINC and MUSCL) scheme is chosen to discretize spatial terms in the governing equations. Also the two-step second-order Runge-Kutta method is used for temporal discretizations. The boundary conditions on the wall and at both the inlet and outlet are presented for the inviscid flow. Numerical benchmark test cases are performed on the problems considering different Mach numbers, temperatures, dilution gases, hypersonic wedge angles, grid resolutions, time steps, a preliminary simulation for three-dimensional effects, and different angle tests of combustor wedges in an ODWE. The numerical simulation shows that the single-step reactive model can simulate most of the physical phenomena as required. Additionally, the single-step reactive model is very efficient to acquire the results in a faster time. Due to the ATM scheme, the oscillatory behavior of the cell-like front structure and three-dimensional effects are shown to clearly capture for the cases of the ODW, especially for developing ODWE, also for the two-dimensional shock-induced combustion or a detonation wave in the combustor.

Author: James A. Fort
Publisher:
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Category : Detonation waves
Languages : en
Pages : 244

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Author: Balu Sekar
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Category :
Languages : en
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Author: Shaye Yungster
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Category :
Languages : en
Pages : 12

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Author: Ajjay Omprakas
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Category :
Languages : en
Pages : 79

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The objective of this research is to simulate normal detonation combustion which is a mode of operation for a Pulsed Detonation Engine (PDE). A supersonic flow with stoichiometric hydrogen-air mixture is made to impinge on a wedge, thus resulting in increasing the temperature and pressure across a shock wave leading to the formation of detonation wave. Different modes of the operations can be simulated by varying the incoming Mach number, pressure, temperature and equivalence ratio. For the case of normal detonation wave mode which is an unsteady process, after the detonation being initiated due to the shock induced by the wedge, the detonation wave propagates upstream in the flow as the combustion chamber Mach number is lower than the C-J Mach number. The concept of detonation wave moving upstream and downstream is controlled by changing the incoming flow field properties. By this method the unsteady normal detonation wave is made to oscillate in the combustion chamber leading to a continuous detonation combustion. The intention of this research is to simulate two cycles of detonation combustion in order to determine the frequency and to obtain the variation of flow properties at the exit plain with respect to time.