旋转爆轰发动机(Rotating Detonation Engine, RDE)以其独特的推进原理—通过爆轰波的连续传播来实现推力的持续输出—而被视为具有革命性潜力的先进空天推进技术。本研究团队致力于提升RDE的混合效率、燃烧效率以及减少速度亏损,以期通过这些关键技术的提升,显著增强RDE的推力输出能力。实验室配备了充足的计算资源和实验设备,目前正积极推进RDE的数值模拟工作。这些模拟工作使我们能够深入理解RDE燃烧室内部爆轰波的传播特性及其规律,为RDE的设计和优化提供坚实的科学基础。我们的目标是通过数值模拟揭示影响爆轰波稳定性和效率的关键因素,并探索有效的优化策略。在数值模拟的基础上,我们计划开展一系列验证性实验,以测试和验证优化方案的实际效果与可行性。这些实验将有助于我们更好地理解RDE在实际工作条件下的表现,为进一步的工程应用打下坚实的基础。此外,本研究团队还深入研究了脉冲式爆轰发动机(Pulse Detonation Engine, PDE),通过研究横向射流和障碍物布置等技术手段,探索在减少流动损失的同时,如何实现火焰的快速加速至爆轰状态,进而优化PDE的性能。我们的研究不仅限于理论探索和数值模拟,更注重实验验证和技术创新。我们坚信,通过不断的研究和优化,可以推动爆轰发动机技术的发展,为未来的空天推进提供更加高效、可靠的解决方案。本团队的研究工作将为实现这一目标做出重要贡献。
依托相关研究成果,在相关领域顶级期刊Fuel, Aerospace Science and Technology, Physics of Fluids及Applied Thermal Engineering 等发表多篇研究性论文。具体成果如下:
[1] Hu Jiehui, Zhang Bo*. Time/frequency domain analysis of detonation wave propagation mechanism in a linear rotating detonation combustor. Applied Thermal Engineering, 2024, 255, 124014.
[2] Cheng J, Zhang B*, Liu H, Wang FX. The precursor shock wave and flame propagation enhancement by CO2 injection in a methane-oxygen mixture. Fuel, 2021, 283:118917(ESI高被引)
[3] Cheng J, Zhang B*, Dai TK, Liu H. Effects of jet/flame interaction on deflagration-to-detonation transition by non-reactive gas jet in a methane-oxygen mixture. Aerospace Science and Technology, 2022,126: 107581.
[4] Cheng J, Zhang B*, Yang ZZ, Liu H. Investigation of the effect of turbulence induced by double non-reactive gas jet on the deflagration-to-detonation transition. Aerospace Science and Technology, 2022,124: 107556.
[5] Hu J H, Cheng J*, Zhang B*. The diffraction and re-initiation behavior of detonation wave in premixed H2–O2–Ar mixture. Physics of Fluids. 2023, 35: 095109
[6] Cheng J, Zhang B*. Characteristics of flame acceleration and deflagration-to-detonation transition enhanced by SF6 jet-in-cross-flow/flame interaction, Aerospace Science and Technology, 2023,140: 108451.
RDE
实验台