Modeling of coherent vortex structures and self-induced pressure oscillations in the combustion chamber of solid propellant

S A Vysotskaya,G A Glebov

doi:10.38013/2542-0542-2016-4-41-48

Abstract

The study focuses on numerical analysis of the flow structure in the rocket engine chamber of solid propellant with a recessed nozzle when self-induced pressure oscillations occur. Findings of the research show that the flow structure essentially depends on the shape of the flow part of the combustion chamber and is characterized by the formation of intense toroidal vortices. We propose a method for estimating the probability of occurrence of such vortices and their effect on the intensity of pressure pulsations in the combustion chamber.

Highlights

Проведено численное исследование структуры течения в камере ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) с утопленным соплом при возникновении автоколебаний давления
Вероятность их возникновения наиболее велика в областях с внезапным расширением канала заряда при взаимодействии встречного кольцевого потока продуктов сгорания из-за утопленной части сопла двигателя с основным потоком, а также при наличии в проточном тракте камеры различного рода перегородок
На рис. 3, б показано, что линии тока над утопленной частью сопла перестраиваются в направлении переднего днища и увлекают за собой вихрь A, который при смене направления акустической волны на противоположное оказывается перед входной кромкой сопла

Summary

Introduction

Проведено численное исследование структуры течения в камере ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) с утопленным соплом при возникновении автоколебаний давления. Сгорание топлива при наличии автоколебаний давления в камере сгорания известно как пульсирующее или вибрационное горение. В работах [1,2,3] показано, что во многих типах РДТТ пульсирующее горение связано с возникновением тороидальных вихрей в проточном тракте камеры сгорания.

Results

Conclusion