A Study on the H2/O2 Chemically Equilibrium Flow

氫氧燃燒的化學平衡流場研究

姜庭隆(Steve Ting-Lung Chiang) ； 克勞斯•霍夫曼(Klaus A. Hoffmann)

《中國航空太空學會學刊》 30卷4期 (1998/12) Pp. 285-292

https://doi.org/10.6124/TAASRC.199812_30(4).05

摘要

本文之目的在建立一快速計算包含有液態氣、氧燃燒之平衡化學反應模型，並以美國太空梭之主引擎噴嘴內之超音速燃燒流場做爲驗證。
本模型自六種化學元素，四種化學反應所構成，且其燃燒／氧化劑此值可任意選擇。使用之計算方法爲混合一階及二階精度之通量分裂法、以有限差分法應用在奈維爾－史脫客(Navier-Stokes)方程式上。
同時，亦比較數種不同之化學模式，而由化學平衡流至非平衡流間之轉移現象亦以達模克荷勒數加以分析之。
本模型自六種化學元素，四種化學反應所構成，且其燃燒／氧化劑此值可任意選擇。使用之計算方法爲混合一階及二階精度之通量分裂法、以有限差分法應用在奈維爾－史脫客(Navier-Stokes)方程式上。
同時，亦比較數種不同之化學模式，而由化學平衡流至非平衡流間之轉移現象亦以達模克荷勒數加以分析之。

關鍵字

化學平衡反應 ； 奈維爾－史脫客Navier-Stokes方程式 ； 氫氧燃燒

並列摘要

The purpose of this research is to establish an efficient model of computing equilibrium flow with LO2/LH2 chemical reactions. The chemical model is examined with an axis-symmetric nozzle flow, which is the exhausting gas from the combustion of LO2/LH2 bipropellant of the space shuttle main engine. The equilibrium chemical model includes six species of chemical elements, four chemical reactions, can be applied at various fuel/oxidizer ratio. Finite difference method with a mixed 1st/2nd order flux-vector splitting scheme is applied on the Navier-Stokes equations. Also included is a comparison of solution from different chemical models. The transition from equilibrium flow to non-equilibrium flow based on the Damkholer number is also investigated.

並列關鍵字

equilibrium ； bipropellant ； Navier-Stokes ； Damkholer