Strut Tabanlı Scramjet Yanma Odasında Dişli Strut Uygulamasının Yanma Performansına Etkilerinin Nümerik İncelenmesi

Bu çalışmada, scramjet motorunun yanma odasında daha iyi yakıt dağılımı ve alev kararlığı elde etmek amacıyla tasarlanan dişli strut konfigürasyonlarının yanma sürecine etkileri iki boyutlu nümerik analiz ile incelenmiştir. Nümerik çalışmanın türbülans modellemesinde Shear Stress Transport (SST) k-ω modeli kullanılmış, yanma modellemesinde Eddy Dissipation Concept (EDC) modeli tercih edilmiştir. Ayrıca, ideal gaz yasası, tür taşınım denklemleri ve Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes (RANS) denklemleri kullanılmıştır. Bu çalışma kapsamında, strut üzerindeki dişlerin ve diş konumlarının süpersonik akışta yakıt-hava etkileşimi ve yanma performansı üzerindeki etkileri Referans Model (DLR scramjet) ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Strut üzerindeki dişlerin etkisiyle sık yapıda şok trenlerinin oluştuğu, akışın daha etkin sıkıştırıldığı, yakıt-hava etkileşiminin arttığı ve bunun da hidrojen yanmasını hızlandırdığı ve tüm bu sürecin yanmaya olumlu katkı sağladığı gözlemlenmiştir. Gerçekleştirilen iyileştirmeler neticesinde, ideal karıştırma uzunluğu Referans Model’e kıyasla %33 kısalmış ve buna paralel olarak yanma verimi Referans Model’e göre %17 artarak yaklaşık %75 seviyesine ulaşmıştır. Bununla birlikte, toplam basınç kaybı Referans Model’e kıyasla %10 artış göstererek yaklaşık %22 değerine yükselmiştir.