Transverse slot injection scheme is very important for the mixing process between the air and the fuel in supersonic flows. The effect of the turbulence model and slot width on the transverse slot injection flow field has been investigated numerically based on the grid independency analysis, and the predicted results have been compared with the experimental data available in the open literature. The obtained results show that the grid scale makes only a slight difference to the wall pressure profiles for all jet-to-crossflow pressure ratios employed in this study, and the wall pressure profile with low jet-to-crossflow pressure ratio is predicted accurately by the RNG k–ε turbulence model, the SST k–ω turbulence model for the flow field with high jet-to-crossflow pressure ratio. High jet-to-crossflow pressure ratio can increase the jet penetration depth in supersonic flows, and the gradient of the length of the upstream separation region is larger than that of the height of the Mach surface. At the same time, when the jet-to-crossflow pressure ratio is maintained constant, the jet penetration depth increases with the increase of the slot width.

The precise trajectory tracking control of hypersonic vehicles plays a crucial role in secure flight. To address this challenge, this article develops an optimal neural control framework with prescribed performance constraints for height-velocity control tasks with disturbances. To this end, the control-oriented error model is firstly established and transformed into an affine nonlinear form to provide a foundation for the design of controller. Then, in order to balance performance constraints and convergence speed, a performance-constraint function is introduced to convert the constrained tracking error into an unconstrained one. After that, an improved sliding mode compensation observer is proposed by combining low-fidelity approximation data with high-fidelity compensation model for eliminating disturbances. The developed control scheme is organized by an adaptive dynamic programming (ADP) algorithm based on the actor-critic policy structure to achieve the near-optimal control strategy. Meanwhile, the designed neural network (NN) weight updating laws are provided to obtain the solution of Hamiltonian-Jacobi-Bellman (HJB) equation rapidly without high calculation consumption. Finally, the stability conditions of the closed-loop system are performed and ensure the entire framework is semi-global uniformly ultimately bounded (SGUUB), two simulation cases verify the effectiveness and superiority of the proposed approach.

This study investigates the flow structures and combustion regimes in an axisymmetric cavity-based scramjet combustor with a total temperature of 1800 K and a high Reynolds number of approximately 1 × 10 7 . The hydroxyl planar laser-induced fluorescence technique, along with the broadband flame emission and CH* chemiluminescence, is employed to visualize the instantaneous flame structure in the optically accessible cavity. The jet-wake flame stabilization mode is observed, with intense heat release occurring in the jet wake upstream of the cavity. A hybrid Reynolds-averaged Navier–Stokes/large-eddy simulation approach is performed for the 0.18-equivalent-ratio case with a pressure-corrected flamelet/progress variable model. The combustion regime is identified mainly in the corrugated or wrinkled flamelet regime (approximately 10 2 < Da < 10 4 , 10 3 < Re t < 10 5 where $Da$ is the Damköhler number and $Re_t$ is the turbulent Reynolds number). The combustion process is jointly dominated by supersonic combustion (which accounts for approximately 58 %) and subsonic combustion, although subsonic combustion has a higher heat release rate (peak value exceeding 1 × 10 9 J (m 3 s) −1 ). A partially premixed flame is observed, where the diffusion flame packages a considerable quantity of twisted premixed flame. The shockwave plays a critical role in generating vorticity by strengthening the volumetric expansion and baroclinic torque term, and it can facilitate the chemical reaction rates through the pressure and temperature surges, thereby enhancing the combustion. Combustion also shows a remarkable effect on the overall flow structures, and it drives alterations in the vorticity of the flow field. In turn, the turbulent flow facilitates the combustion and improves the flame stabilization by enhancing the reactant mixing and increasing the flame surface area.

The growth of dendrites and water-induced side reactions on the zinc (Zn) metal anode surface present significant challenges to the practical application of aqueous zinc ion batteries (AZIBs). To address...