航空发动机燃烧室壁温数值计算的工程适用性研究

【类型】学位论文

【作者】刘重阳 

【关键词】 工程适用性,航空发动机燃烧室,壁温,传热,数值模拟

【摘要】本文以某型航空发动机主燃烧室为对象，对航空发动机燃烧室壁温数值计算的工程适用性问题进行了研究和验证工作。目的是验证和确认数值计算方法及各种物理模型在燃烧室壁温计算中的工程适用性以及物性参数对计算的影响，研究合理的简化方法。本文对燃烧室进行了合理简化，选择合理的物理模型和采用较准确的物性参数，建立了与实际燃烧室工作状态较为相符的多达1000万网格的大规模的燃烧室壁温计算数值计算模型。在高性能计算集群(HPCC)上使用商业CFD软件采用并行计算技术，对燃烧室内喷雾、燃烧及火焰筒实体壁与燃气及冷却气流传热进行三维多学科耦合数值计算。求得火焰筒壁面温度分布，同时也得到了描述燃烧室内流动、喷雾及两相流动、燃烧等过程的变量的数值解。 论文综述了航空发动机燃烧室壁温计算的工程适用性问题的现状与发展趋势，对燃烧室工作过程特别是传热过程进行了较为全面深入的分析，论述了壁温数值计算的相关理论。计算模型采用Realizableκ-ε两方程湍流模型模拟气体湍流流动，采用随机轨道模型和压力．旋流雾化喷嘴模型模拟喷嘴的雾化特性，应用快速反应简化PDF模型模拟湍流扩散燃烧，用P-1辐射模型估算辐射通量。详细描述了计算模型各参数及其确定依据。通过计算得到的火焰筒壁温分布与燃烧室壁温一般规律、气膜冷却基础研究的结果和其他研究者的研究成果对比，以及将燃烧室出口温度和温度场与试验结果对比等方式，对计算结果进行了分析。考核了计算模型的合理性和正确性，验证了航空发动机燃烧室壁温数值计算的工程适用性，对于航空发动机的研究和设计具有一定参考价值。论文同时也指出了本课题今后需要研究的问题和计算模型尚需进一步完善的方面。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳航空工业学院

【学位授予年度】2016

【导师姓名】徐让书

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