مطالعه عددی پاشش متقاطع جت های صوتی دو-مرحله ای در جریان عرضی مافوق صوت بعد از یک پله

مخلوط شدن مناسب سوخت و هوا تاثیر زیادی بر احتراق کارآمد در محفظه های احتراق موتورهای اسکرمجت دارد. در طراحی موتورهای اسکرمجت، اختلاط کافی بین جریان هوای مافوق صوت و جت سوخت پاشش شده یک مساله حیاتی است و به دلیل زمان اقامت خیلی کوتاه مخلوط در جریان مافوق صوت، پایداری احتراق بسیار مشکل می باشد. زمان اقامت سیال در یک موتور اسکرمجت فقط در حدود چند میلی ثانیه است. لذا تحقیق بر روی پاشش و انتشار سوخت یک مساله بسیار مهم در طراحی این موتورها می باشد. در این مقاله پاشش متقاطع دو-مرحله ای جت صوتی دایروی به درون جریان مافوق صوت بعد از پله به صورت عددی بررسی شده است. در مقایسه با پاشش موازی، پاشش متقاطع عمق نفوذ سوخت بهتر و ترکیب مناسب تری فراهم می نماید ولی افت فشار سکون در این روش بیشتر از روش پاشش موازی است. معادلات ناویر-استوکس رینولدز-متوسط به همراه مدل آشفتگی k-ω sst و معادله حالت گاز کامل با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل شده اند. نتایج حل عددی با داده های تجربی دردسترس مقایسه و صحه گذاری شده اند که نتایج عددی تطابق خوبی با داده های تجربی دارند. شبیه سازی ها به خوبی موقعیت و شکل مشخصات اصلی جریان را نشان می دهند. حوزه جریان شامل امواج ضربه ای مختلفی از قبیل امواج ضربه ای کمانی، امواج ضربه-ای ناشی از جدایش، و امواج ضربه ای بشکه ای می باشد. نتایج نشان می دهند که ارتفاع دیسک ماخ انژکتور دوم بیشتر از انژکتور اول است که به دلیل افت فشار سکون ناشی از انژکتور اول است.