Page 47 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

Pressure gradient
=260 μs =270 μs

第 46 卷 吴 宇，等： 进口压力扰动对氢气燃料旋转爆轰特性的影响 第 9 期

300 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000
T/K
t=240 μs t=290 μs

t=250 μs t=300 μs

t=260 μs t=340 μs

t=270 μs t=850 μs

t=280 μs t=950 μs

H

图 11 工况 5 中不同时刻的压力梯度与温度云图
Fig. 11 Pressure gradient and temperature contours at different times in case 5

2.3 RDW 传播稳定性监测
在旋转爆轰燃烧室中，RDW 的传播稳定性对于燃烧过程的控制和性能优化至关重要。将通过监测
不同当量比下的压力信号演化情况，分析 RDW 的传播频率及其稳定性。图 12 给出了工况 1～6 在监测
点（x=70 mm，y=3 mm）处的压力信号演化情况，并统计了完成波数调整阶段后的 RDW 传播频率 f 。整
D
体上看，瞬时压力曲线的疏密程度取决于燃烧室内的 RDW 数目，且波数越多，压力曲线越密集。各种工
况下的压力峰值随时间持续波动，呈现出近似正弦曲线的波动特性，而压力峰值的最大值均出现在波数
调整阶段，这与波数调整阶段的流场中发生的复杂爆轰波对撞与再起爆过程有关。对于工况 1，由于燃
烧室内并未经历过双波对撞过程，因此其压力峰值分布较均匀，RDW 的传播频率较稳定。这主要是因
为，贫燃料时燃烧室内的平均温度较低，燃烧反应不足，RDW 前进气区的填充高度较大，难以形成新的
RDW，最终的动态平衡流场表现为单波模态。而对于工况 2，由于发生了双波对撞，其压力峰值的最大
值超过 8 MPa，且在完成波数调整阶段后的 RDW 传播频率仍然存在一段时间的波动，这对应于完成波
数调整后的 RDW 高度调整阶段。随着时间的增加，RDW 传播频率的波动范围逐渐减小，并在 1 500 μs
左右开始保持稳定。对于三波模态的工况 3～5，三者的压力曲线图的疏密程度相同，且在波数调整阶段
的压力峰值的最大值均超过了 10 MPa。相较于工况 2，工况 3～5 在 RDW 高度调整阶段的频率波动范
围更大，但波动范围同样随着时间的增加而逐渐减小，并在 1 000 μs 左右趋于稳定。对于工况 6，其压力
曲线的疏密程度与工况 2 相同，但其在完成波数调整阶段后的 RDW 传播频率更加稳定，这说明本文在
当量比为 1.6 的富燃料条件下的 RDW 能有效提高燃烧室内的燃烧稳定性。对工况 1～6 中 RDW 的平
均传播频率及波速进行统计，如表 3 所示，其中 f 为 RDW 的平均频率，v ca l 为计算得到的 RDW 传播速
度，v 为 J C-J 爆轰速度，v De f 为速度亏损。可以看出，单波模态下的 RDW 传播速度最低，速度亏损也较
C
小。而对于多波模态来说，RDW 的传播速度与当量比的关系并不具备单调性，具体来说：对于双波模

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