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2025 conference-paper

Transport and Reignition of Unburnt n-Dodecane Fuel Droplets in a Transverse Jet in Supersonic Crossflow

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The canonical "jet in a crossflow" (JICF) problem is of significant recent interest in divert thrusters (used in hypersonic missiles, interceptors, and re-entry vehicles), as well as in scramjets and detonation engines. This study presents detailed 3D numerical simulations of a jet comprising gaseous burnt products and unburnt fuel particles in a supersonic crossflow using an Euler-Lagrange algorithm. Our objective is to explore droplet breakup and evaporation characteristics, and the possibility of evaporated fuel reignition. The jet comprises a preheated carrier gas of burnt products, laden with mono-dispersed 20μm, n-Dodecane droplets, representative of partially burnt exhaust from an engine/thruster carrying unburnt (residual) liquid fuel. As the high-pressure jet enters the crossflow, it expands and forms a diamond shock structure, while the droplets reach a local Weber number of ~300, initiating breakup. Observations indicate that greater than ~ 90% of the droplets break up into child droplets with diameters < 3 μm within a downstream distance of 6 jet diameters. The child droplets achieve a velocity close to the gas flow velocity, with a Weber number below the critical Weber number (We_cri=12 ) preventing further breakup. Heat transfer from the hot carrier gas enhances droplet evaporation, with nearly all the total injected liquid mass observed to be evaporated by the time the droplets reach a distance of 10 jet diameters. The crossflow consisting of pure O2 was observed to entrain significantly into the jet mixture, initiating reignition of the evaporated fuel, which can damage the external surface of the vehicle to which the thruster is attached.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Transport and Reignition of Unburnt n-Dodecane Fuel Droplets in a Transverse Jet in Supersonic Crossflow
Date Crossref
03/01/2025
Éditeur
American Institute of Aeronautics and Astronautics
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of North Carolina at Charlotte pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Corvid Technologies (United States) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Mitchell Institute pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif
  • Texas A&M University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • UNC Charlotte pays non établi dans la notice
    Institution

University of North Carolina at Charlotte, Corvid Technologies (United States) et Mitchell Institute, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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