超声速燃烧冲压发动机是一种新型的吸气式动力装置,因其良好的性能和巨大的潜在优势,在未来的军事和民用的航空、航天领域中具有广阔的应用前景。在过去的几十年中,人们对超燃冲压发动机技术进行了大量的试验、理论及数值计算研究。 燃料喷射、增强混合和火焰稳定是超音速燃烧的最基本的难题,也是碳氢燃料超燃冲压发动机设计的重大挑战。为了在尽可能短的燃烧室内实现高效率燃烧,需要采用优化的喷射方案使燃料和空气快速混合、点火可靠并实现稳定燃烧,同时保证总压损失足够小。 在过去几年里,由于在地面试验中的可行性验证和飞行试验中的成功应用,凹槽作为一种有潜力的火焰稳定器引起了超燃冲压发动机研究领域的广泛关注。 本文总结了过去研究者对高速和低速气流中所使用凹槽的流场特征研究成果,讨论了影响用于超音速燃烧室的凹槽火焰稳定器性能的问题,探讨了凹槽流场的计算方法,对各种构型的凹槽流场进行了数值模拟,最后对有凹槽的超燃燃烧室流场进行了数值模拟。研究表明:在燃烧室合适的位置设置凹槽,可以增强燃料的穿透深度,提高燃料的扩散效果,有助于碳氢燃料的点火和火焰稳定。研究成果对定量认识凹槽超燃流场、设计高效率的火焰稳定器、优化凹槽构型具有一定的借鉴作用。