Hydrogen/Air Supersonic Combustion Modelling and Validation for Scramjet Applications
Notice bibliographique
Résumé
In the field of air-breathing hypersonic scramjet vehicles design and development, the Italian Aerospace Research Centre -CIRA contributed to an international project, called Stratospheric Flying Opportunities for High-Speed Propulsion Concepts -STRATOFLY, in collaboration with several European organizations, coordinated by Politecnico di Torino under the EC Horizon 2020 programme financial support. The aim of this project was the improvement of enabling technologies for the realization of a commercial hypersonic aircraft, able to fly at Mach 8, at 3035 km of altitude, for at least 4 hours with a minimum environmental impact and especially low NOx emissions. Understanding the complex, supersonic, turbulent, combustion processes occurring during scramjet operations is of fundamental importance. For this purpose, a thorough 0D kinetic assessment was carried out by means of the open-source Cantera software for the identification of the most suitable kinetic mechanisms, able to predict with satisfactory accuracy both the ignition delay times and the NOx emissions at the relevant scramjet operating conditions. Several kinetic schemes were investigated and the computed results were compared with the literature available shock tubes experimental data. In the entire investigated operative box, the best agreement, in terms of induction times, was achieved using the kinetic mechanism developed by Zettervall and Fureby with the exception of the ignition tests carried out in presence of argon as diluent bath gas, where the kinetic schemes by Kromns and CRECK together with the Aramco-II full mechanism provide the best matching. Moreover, for considering the generation of NOx, the three fundamental thermal route reactions by Zel'dovi, were added. Furthermore, full 3D CFD simulations were carried out by means of Ansys Fluent in order to compare experimental data and evaluate the predictivity and accuracy of the chemical/kinetic sub-model conceived in this way when coupled with mixing, turbulence and fluid dynamic interactions arising from the simulations of the whole propulsive system. For the sake of comparison, the experiments carried out on the small-scale scramjet vehicle of LAPCAT-II by the HEG (DLR) were rebuilt.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».