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Improving validation of predictive tools for injector-coupled combustion instabilities

Hardi, Justin und Martin, Jan und Kaess, Roland und Horchler, Tim und Koegelmeier, Stefan und Tonti, Federica und Soller, Sebastian und Gernoth, Andreas (2022) Improving validation of predictive tools for injector-coupled combustion instabilities. 2nd International Conference on Flight Vehicles, Aerothermodynamics and Re-entry Missions Engineering (FAR), 2022-06-19 - 2022-06-23, Heilbronn.

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Kurzfassung

This paper summarises work conducted within an ESA TDE project addressing the development of predictive tools for the avoidance of injector-coupled combustion instabilities during the design phase of cryogenic rocket engines. A new experimental combustion chamber was operated for the first time to generate validation data for numerical tools. The chamber was operated at pressures from 40 to 70 bar, at load points both sub- and supercritical for oxygen. The single injection element is representative of those found in number in lower stage engines in terms of dimension and propellant flow rate. Tests have been performed in the frame of the current project with LOX and hydrogen at cryogenic temperatures. The chamber is well instrumented with pressure and temperature sensors, and extraordinarily large optical access windows facilitate the application of highspeed visualisation techniques to resolve the spatial and temporal response of the flame. Achieved experimental conditions were modelled to benchmark existing numerical tools. Different modelling approaches were compared, including the industrial state-of-the-art in hybrid combination of lower order methods, and unsteady CFD of the reacting. flow field. While the hybrid approach is efficient and fast with acceptable accuracy for design purposes, CFD allowed the nature of the coupled modes to be studied in detail, and the dynamic flame response to be predicted.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191661/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Improving validation of predictive tools for injector-coupled combustion instabilities
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hardi, JustinJustin.Hardi (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3258-5261NICHT SPEZIFIZIERT
Martin, JanJan.Martin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5050-2506NICHT SPEZIFIZIERT
Kaess, RolandArianeGroup GmbH, Ottobrunn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Horchler, TimTim.Horchler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8439-8786NICHT SPEZIFIZIERT
Koegelmeier, StefanArianeGroup GmbH, Ottobrunn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tonti, FedericaFederica.Tonti (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2797-349XNICHT SPEZIFIZIERT
Soller, SebastianArianeGroup GmbH, Ottobrunn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gernoth, AndreasESA ESTEC Noordwijk, The NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:liquid propellant rocket engine, cryogenic propellants, combustion instability, acoustics
Veranstaltungstitel:2nd International Conference on Flight Vehicles, Aerothermodynamics and Re-entry Missions Engineering (FAR)
Veranstaltungsort:Heilbronn
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:19 Juni 2022
Veranstaltungsende:23 Juni 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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 > Raketenantriebstechnologie
Hinterlegt von: Hanke, Michaela
Hinterlegt am:05 Dez 2022 15:59
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:52

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