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Experimental and numerical study of transcritical oxygen-hydrogen rocket flame response to transverse acoustic excitation

Beinke, Scott und Hardi, Justin und Banuti, Daniel und Karl, Sebastian und Dally, Bassam und Oschwald, Michael (2020) Experimental and numerical study of transcritical oxygen-hydrogen rocket flame response to transverse acoustic excitation. Proceedings of the Combustion Institute. Elsevier. doi: 10.1016/j.proci.2020.05.027. ISSN 1540-7489.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1540748920300717?via%3Dihub

Kurzfassung

The response of a transcritical oxygen-hydrogen flame to transverse acoustic velocity was investigated using a combination of experimental analyses and numerical modelling. The experiment was conducted on a rectangular rocket combustor with shear coaxial injectors and continuously forced transverse acoustic field. Simultaneous high-speed shadowgraph and filtered OH* radiation images were collected and reduced using dynamic mode decomposition in order to characterise the flame response to the acoustic disturbance. CFD modelling of a representative single injector under forcing conditions was carried out to gain insights into the three-dimensional features of the reacting flow field. Invisible in the 2D projection, the model reveals that the excited LOX jet develops into a flattened and widened structure normal to the imposed acoustic velocity. The comparison of co-located structures allowed features in the imaging to be attributed to the deformation and transverse displacement of lower density oxygen surrounding the denser liquid oxygen core by the transverse acoustic velocity.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137644/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental and numerical study of transcritical oxygen-hydrogen rocket flame response to transverse acoustic excitation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Beinke, ScottScott.Beinke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hardi, JustinJustin.Hardi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3258-5261NICHT SPEZIFIZIERT
Banuti, DanielDaniel.Banuti (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5469-5704NICHT SPEZIFIZIERT
Karl, SebastianSebastian.Karl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5558-6673NICHT SPEZIFIZIERT
Dally, BassamUniversity of Adelaide, School of Mechanical Engineering, AustraliaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oschwald, MichaelMichael.Oschwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9579-9825NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Proceedings of the Combustion Institute
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.proci.2020.05.027
Verlag:Elsevier
ISSN:1540-7489
Status:veröffentlicht
Stichwörter:transcritical combustion; rocket engine; combustion instability
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
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Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Raketenantriebe
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:19 Nov 2020 08:18
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:13

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