ارائه یک روش کاربردی برای شبیه‌سازی عددی دوبعدی موتور دتونیشن چرخشی با بیش از یک موج چرخان

یکی از روش‌های احتراقی که در دو دهه‌ اخیر توسعه‌یافته است اما هنوز به‌صورت کامل عملیاتی و تجاری نشده است استفاده از موج دتونیشن به‌صورت پیوسته و تنها با یک‌بار راه‌اندازی اولیه در محفظه احتراق است. این روش را، احتراق دتونیشن چرخشی (rotating detonation combustion) یا به‌اختصار rdc می‌نامند. در این مقاله ضمن معرفی احتراق دتونیشن چرخشی؛ این فرآیند نیز به‌صورت دو موجی شبیه‌سازی‌شده است. همچنین روشی ارائه می‌گردد که با در نظر گرفتن فیزیک مسئله، می‌توان هر تعداد موج را در محفظه احتراق شبیه‌سازی نمود. در این روش با در نظر گرفتن شرایط مرزی پریودیک در امتداد انتشار موج در حالت دوبعدی، موج دتونیشن به‌صورت پیوسته و چرخشی درآمده و با تنظیم کد مناسب ( udf:user define function) برای اعمال شرط ‌مرزی در ورودی، تزریق به دامنه را مدیریت کرده به‌صورتی که در جلوی موج، همیشه مواد واکنش‌دهنده تازه موجود باشد تا حرکت موج ادامه پیدا کند و در هنگام عبور موج و افزایش فشار، کار تزریق متوقف گردد و پس از دور شدن موج و افت فشار، دوباره تزریق از سر گرفته شود. به‌منظور انتشار یک‌طرفه دتونیشن قبل از رسیدن به شرایط انتشار پیوسته، از شرط مرزیِ دیواره در مرزهای پریودیکِ حالتِ پیوسته، استفاده‌شده است. با به‌کارگیری شرایط اولیه مناسب، قسمت گذار از موج دفلگریشن به دتونیشن حذف‌شده و هزینه محاسبات کاهش‌یافته است. علی‌رغم ساده‌سازی‌ها در مدل، درصد خطا در پیش‌بینی سرعت موج دتونیشن در این مقاله تک‌رقمی است.

Present A Practical Method For TwoDimensional Numerical Simulation of Rotating Detonation Engine With More Than One Rotating Wave

One of the combustion methods that has been developed in the last two decades, but has not yet become fully operational and commercial, is the use of a continuous detonation wave with only one initial startup in the combustion chamber. This method is called rotating detonation combustion or RDC for short. In this article, while introducing rotating detonation combustion, this process is also simulated in two waves. It also presents a method that by considering the physics of the problem, any number of waves can be simulated in the combustion chamber. In this method, by considering the periodic boundary conditions along the wave propagation in twodimensional mode, the detonation wave becomes continuous and rotational. By setting the appropriate code (UDF: User Defined Function) to apply the boundary condition at the input, we manage the injection into the domain, in such a way that there is always fresh reactant in front of the wave so that the wave continues to move and the injection stops when the wave passes and the pressure increases, Then the injection is resumed after the wave is gone and the pressure drops. In order to propagate the detonation unilaterally before reaching the continuous propagation conditions, the wall boundary condition at the periodic boundaries of the continuous state is used. By applying the appropriate initial conditions, the transition from deflagration to detonation is eliminated and the cost of calculations is reduced. Despite the mentioned simplifications, the model presented in this article demonstrates singledigit error percentage in predicting the detonation wave velocity.