| 航空发动机两级反向旋流燃烧室燃烧流场大涡模拟研究 |
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| 引用本文： | 周瑜,乐嘉陵,黄渊.航空发动机两级反向旋流燃烧室燃烧流场大涡模拟研究[J].推进技术,2018,39(7):1576-1589. |
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| 作者姓名： | 周瑜 乐嘉陵 黄渊 |
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| 作者单位： | 西北工业大学动力与能源学院;中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金( 9164120019)。通讯作者:周瑜，男，博士生，研究领域为航空发动机燃烧室数值模拟。 E-mail: zhouyu1984@126.com |
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| 摘 要： | 为深入了解真实航空发动机内燃烧流场,采用动态亚网格模型结合单步快速化学反应(FC)、火焰面(FLM)及反应进度变量(FPV)等三种燃烧模型对径向两级反向旋流燃烧室单头部构型进行了大涡模拟。为避免模型简化误差,对燃烧室包括全部气膜冷却孔在内的精细结构进行了完全仿真。在已达到统计定常状态的冷态流场基础上首先模拟了燃料喷注和掺混过程,约2.6ms后燃料到达真实的点火位置,随后采用FPV模型在半径3mm的球形区域数值模拟了点火,展示了在主燃孔横向射流作用下初始火焰沿化学恰当比混合分数等值线传播并充满整个火焰筒的发展过程,结果显示火焰到达燃烧室出口的耗时约为6～7ms。不同模型算法预测的平均温度场与CARS测量结果作了对比,LES-FPV,RANS-FPV,LES-FLM以及参考文献中RANS-FLM计算平均误差分别为3.47%,4.17%,7.76%和11.22%,表明LES改进了模拟精度,且FPV模型显著优于FLM模型。RANS-FPV预测的出口存在严重热斑,导致其给出的出口温度分布因子(OTDF)及最大径向温度分布因子(RTDF)值分别达到0.593和0.313;LES-FPV结果均匀性最好,其预测值分别为0.284和0.193。
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| 关 键 词： | 航空发动机燃烧室 反向双旋流 大涡模拟 动态亚网格模型 快速化学反应模型 火焰面模型 反应进度变量模型 |
LESof Combustion Flow Fieldina Practical Aeroengine Combustorwith Two-Stage Counter-Rotating Swirler |
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| ZHOU Yu,Le Jia-ling and HUANG Yuan.LESof Combustion Flow Fieldina Practical Aeroengine Combustorwith Two-Stage Counter-Rotating Swirler[J].Journal of Propulsion Technology,2018,39(7):1576-1589. |
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| Authors: | ZHOU Yu Le Jia-ling and HUANG Yuan |
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