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Investigation of unsteady dynamics and modeling of LCH4/LOx rocket engine combustion

LCH4/LOx 火箭发动机燃烧的非定常动力学研究和建模

基本信息

批准号：
21H01528
负责人：
中谷辰爾
金额：
$ 11.4万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は，亜臨界状態における微粒化特性に着目して実験を実施した．ピントル型インジェクタにおいて，スリット型およびスポーク型のインジェクタに対して，水を推進剤として噴射し，影写真法を用いて噴霧角の広がりを調べた．推進剤の全体運動量比の増大により，スリットタイプのインジェクタにおいて噴霧角が広がる傾向が示された．一方でスポークタイプの場合，広がり角の変化がスリット型と比較して小さかった．同時にウェーバー数を変化させて噴霧の分布を計測した．その結果，全体運動量比を1.0程度で固定した場合，ウェーバー数が大きくなるにつれて噴霧が均一化する結果が得られている．同時にレーザー干渉画像法を用いた液滴径分布の測定を行った．スポークタイプにおいては，全体運動量比の増大に伴いザウター平均粒径が大きくなるが，スリットタイプの場合は大きな相関はなかった．一方で，全体運動量比を1.0程度で固定した場合ウェーバー数の増大により，ザウター平均粒径が小さくなった．これらの影響を考慮し，燃焼試験を実施した場合のC*効率を調べた．全体当量比が全体運動量比1.18付近にピークがあるのに加え，ウェーバー数が増大するにつれてC*効率は下がる傾向が示された．大気圧のメタン/空気を用いたバーナー試験により，OH*化学発光のスペクトルに対して分光器を用いて測定を行った．火炎温度を変化させることで，スペクトルの変化を求めた．温度の変化および反応帯近傍において，これらのスペクトルが大きく変化することがわかった．また，メタン/LOxを推進剤とするピントル型噴射器を用いたロケットエンジンモデル燃焼器内の燃焼挙動の数値解析において，本年度はRK-PR実在気体方程式を用いた熱物性値評価アルゴリズムの構築を行った．上記の状態方程式を組み込んだ数値計算結果は，超臨界環境におけるメタンおよび酸素の熱物性値の文献値と概ね良い一致を示した．

This year, we focus on the characteristics of micronization in the boundary state. This year, we focus on the characteristics of particle size distribution. This year, we focus on the characteristics of particle size distribution in this year. This year, we focus on the characteristics of particle size distribution in this year. This year, we focus on the characteristics of particle size distribution. This year, we focus on the characteristics of micronization in this year, focusing on the characteristics of micronization in this year. In the same time, you can change the number of computers to change the number of computers. In the same time, you can change the number of computers to make the distribution of the distribution calculate. the results show that all the movements are more stable than those of 1.0. In the same time, the droplet diameter distribution of the liquid was measured by the method of dry image method. In the same time, the average particle size of the whole body was higher than that of the others, and the average particle size was higher than that of the others. The average particle size is small, and the average particle size is low. The temperature of the fire is measured by the spectrometer. The temperature of the fire is changed, the temperature is changed, and the temperature of the fire is measured. In order to improve the performance of the fire engine, we need to improve the performance of the fire machine. In this paper, we use the equipment to analyze the number of combustion activities in the burner. In this paper, we use the equipment to analyze the performance of the fire machine in the burner, which is based on the analysis of the number of fuel in the burner. This year, RK-PR uses physical properties and physical properties in the body equation. The results of the calculation of the number of physical properties in the above equation are consistent with those in the literature on physical properties.