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Experimental Investigation of Injection-Coupled High-Frequency Combustion Instabilities

Armbruster, Wolfgang und Hardi, Justin und Oschwald, Michael (2020) Experimental Investigation of Injection-Coupled High-Frequency Combustion Instabilities. In: Future Space-Transport-System Components under High Thermal and Mechanical Loads Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design. Springer. Seiten 249-262. doi: 10.1007/978-3-030-53847-7_16. ISBN 978-3-030-53847-7.

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Offizielle URL: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-53847-7

Kurzfassung

Self-excited high-frequency combustion instabilities were investigated in a 42-injector cryogenic rocket combustor under representative conditions. In previous research it was found that the instabilities are connected to acoustic resonance of the shear-coaxial injectors. In order to gain a better understanding of the flame dynamics during instabilities, an optical access window was realised in the research combustor. This allowed 2D visualisation of supercritical flame response to acoustics under conditions similar to those found in European launcher engines. Through the window, high-speed imaging of the flame was conducted. Dynamic Mode Decomposition was applied to analyse the flame dynamics at specific frequencies, and was able to isolate the flame response to injector or combustion chamber acoustic modes. The flame response at the eigenfrequencies of the oxygen injectors showed symmetric and longitudinal wave-like structures on the dense oxygen core. With the gained understanding of the BKD coupling mechanism it was possible to derive LOX injector geometry changes in order to reduce the risks of injection-coupled instabilities for future cryogenic rocket engines.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137643/
Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Titel:Experimental Investigation of Injection-Coupled High-Frequency Combustion Instabilities
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Armbruster, WolfgangWolfgang.Armbruster (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4859-4173NICHT SPEZIFIZIERT
Hardi, JustinJustin.Hardi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3258-5261NICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Future Space-Transport-System Components under High Thermal and Mechanical Loads
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1007/978-3-030-53847-7_16
Seitenbereich:Seiten 249-262
Verlag:Springer
Name der Reihe:Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design
ISBN:978-3-030-53847-7
Status:veröffentlicht
Stichwörter:high-frequency combustion instabilities; cryogenic rocket combustor
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Wiederverwendbare Raumfahrtsysteme und Antriebstechnologie
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebe
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:19 Nov 2020 08:17
Letzte Änderung:23 Nov 2020 08:21

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