AECSC-IBM航空发动机燃烧室数值模拟软件研发与检验

作者： 王煜栋   王方   周佳伟   金捷   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 大涡模拟(LES)   输运概率密度函数方程(TPDF)   浸没边界方法(IBM)   AECSC   IBM软件   燃烧室数值模拟  

描述： 针对航空发动机燃烧室的高保真数值模拟需求，基于浸没边界方法（IBM）及大涡模拟-输运概率密度函数湍流燃烧模型（LES-TPDF）开发软件AECSC-IBM，用网格标记映射燃烧室真实几何结构。通过模拟双旋流燃烧室算例和Sandia射流火焰算例检验湍流流动和燃烧的模拟精度。在双旋流燃烧室模拟中，旋流器出口时均轴向、径向、切向速度平均误差分别为15.7%、23.8%和15.0%。在射流火焰的模拟中，Flame-E和Flame-F的温度、燃料质量分数平均相对误差分别为14.69%、5.22%和14.18%、5.54%。进一步将AECSC-IBM软件应用于某真实结构单头部燃烧室算例，模拟得到出口温度与实验数据相比方均根误差为11.66%。算例检验表明AECSC-IBM软件能快速精确映射几何模型，大幅减少复杂几何高质量网格生成工作量，高效准确地模拟航空发动机燃烧室内的两相湍流燃烧现象，模拟结果可为燃烧室精细化研发提供燃烧场数据参考，具有工程实用价值。

航空发动机燃烧室数字孪生体系的关键技术研究

作者： 王方   甘甜   王煜栋   金捷   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 大涡模拟(LES)   高保真建模   数字孪生   输运概率密度函数方程湍流燃烧模型(TPDF)   浸没边界方法(IBM)  

描述： ，保留全部几何结构信息。本文在IBM方法基础上，采用大涡模拟（LES）结合概率密度函数输运方程湍流燃烧模型（TPDF），对双旋流燃烧室、某单头部直流燃烧室以及某折流燃烧室1/10模型进行真实结构仿真，测试

航空发动机燃烧室数字孪生体系关键技术

作者： 王方   甘甜   王煜栋   金捷   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 大涡模拟(LES)   高保真建模   数字孪生   概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF)   浸没边界方法(IBM)  

描述： （TPDF），对双旋流燃烧室、某单头部直流燃烧室以及某折流燃烧室1/10模型进行真实结构仿真，测试数字孪生体系关键技术的有效性。对比预测结果和实验结果，双旋流燃烧室的旋流器出口附近轴向、径向、切向速度

数值仿真技术在航空动力研制中的地位和作用

作者： 刘大响   金捷   刘邓欢   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   数值仿真技术维度   发动机仿真系统   航空发动机数值仿真研究中心   技术发展需求  

描述： 针对先进航空发动机的技术发展需求，提出了航空发动机数值仿真技术的定义和内涵。从专业、学科、空间、时间、工具等方面给出了航空发动机数值仿真技术的五个维度，从促进航空发动机研制模式转变等方面分析了其战略地位和作用。通过国外典型研究计划和实例分析了国内外发展现状，指出了我国在该技术领域的主要差距。提出要充分认识数值仿真技术在航空发动机研制中的重要地位和作用，尽快建设和发展属于我国自己的航空发动机数值仿真系统，建设面向全行业的“航空发动机数据库”。

低成本数字教室软硬件系统建设与航空发动机虚拟仿真课程设计

作者： 胡海洋   王方   郑赟   李高翔   信忠仁   来源： 数字技术与应用 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 发动机  

描述： 利用有限的经费，完成了数字教室巨屏互动显示系统、高性能计算节点及其无线访问与控制设备的搭建；并对教学团队自研的一系列航空发动机CAE软件进行了源代码级硬件适配与性能优化。在此基础上，完成了航空发动机虚拟仿真综合实验课的设计，通过精心挑选的认知、演示、设计三类虚拟仿真实验，使学生了解虚拟仿真技术及其应用，了解自主研发的部分虚拟仿真软件的功能与使用方法，并初步掌握虚拟仿真软件的核心编程方法与技巧。课程的试讲效果良好，

航空发动机燃烧室两相湍流燃烧建模与仿真

作者： 莫毅   陈璠   许笑颜   焦哲   卫刚   林宏军   肖为   王方   任祝寅   来源： 清华大学学报(自然科学版) 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 自主仿真软件   航空发动机燃烧室   全环燃烧室   两相湍流燃烧   耦合一致性   软件框架  

描述： 航空发动机燃烧室具有内部结构复杂、燃烧组织多样、物理化学过程多变的特点。数值仿真技术的工程应用可有效缩短燃烧室的研制周期，减少试验数量和设计风险，备受研究人员重视。该文依据航空发动机燃烧室工程应用仿真需求，通过分析燃烧室典型仿真的特点和难点设计了一套数据结构合理、流程架构可拓展性高的软件框架，针对性开发集成了10类具备高精度优势的雾化、蒸发和湍流燃烧模型，研制出一套具有完全自主知识产权、可高效运行于现代主流高性能计算机之上的并行自适应非结构网格的燃烧室两相湍流燃烧数值仿真软件。典型工程全环主燃烧室和加力燃烧室上亿网格规模算例和工况的测试结果表明：燃烧数值仿真软件的两相湍流燃烧耦合仿真功能、精度和并行效率基本满足航空发动机燃烧室工程实用要求。