环形燃烧室火焰简及旋流器流场计算

本文采用偏微分方程法生成贴体网格,在任意曲线坐标系下数值研究两种先进燃烧室火焰筒及其旋流器三维紊流流场。由于旋流器的形状复杂,本文采用型线定点法确定网格的边界。在非交错网格系下采用SIMPLE算法和混合差分格式对离散方程进行求解。计算结果表明计算方法合理,这计算程序进一步扩展,可用来预估环形燃烧室反应流流场。     

加力燃烧室内火焰扩张角的研究——紊流预混火焰扩张角的计算

一、引言 紊流火焰扩张角已有不少实验研究,但实验条件不完全相同,实验结果也不一致。例如气流温度和余气系数对火焰角的影响趋势有两种完全相反的结论。近几年来,有些人还进行紊流火焰扩张计算,其结果与文献[2]的实验数据大致相符。这些理论计算虽然取得一定的成绩,但还未解决问题。为了进一步探讨火焰角的变化规律,本文用数值解方法计算二元管内紊流火焰扩张。本文计算采用了修改的EBU燃烧模型和混合长度紊     

燃烧室两相流场亚网格燃烧模型的研究

在三维任意曲线坐标系下采用不同的亚网格燃烧模型对环形燃烧室火焰筒气液两相湍流瞬态反应流进行大涡模拟．计算中所采用的数学度模型有：k方程亚网格尺度模型估算亚网格湍流黏性；热通量辐射模型估算辐射换热，分别采用亚网格EBU燃烧模型（E-A model）、亚网格二阶矩输运方程模型（SOM）和亚网格二阶矩代数模型（SOM-A）估算化学反应速率．并在非交错网格系统下气相采用SIMPLE算法和混合差分格式求解，液相采用Lagrange处理，并用PSIC算法对其进行求解．通过实验结果和计算结果的比较，表明在三维任意曲线坐标系下对燃烧室火焰简两相湍流油雾燃烧流场进行大涡模拟，3种不同的亚网格燃烧模型都能真实反映两相湍流化学反应流流动及实际燃烧过程，而采用亚网格二阶矩输运方程模型稍优于其他两种亚网格燃烧模型．     

环形燃烧室性能计算

本文在任意曲线坐标下对包括扩压器和火焰筒在内的环形燃烧室三维两相反应流进行了数值模拟,燃烧室性能是采用多维经验分析法估算所用的数学模型有k-ε紊流模型,EBU-Arrhenius紊流燃烧室模型,六通量热辐射模型以及颗粒群轨道模型。在非交错网格体系下,气相采用SIMPLE算法和液体采用PSIC算法求解,通过两种工况和三种扩压器进口速度分布计算表明,所得的流场各气流参数分布和燃烧室性能较合理,本文所建立的程序可为燃烧室优化设计和研究提供有用数据。     

管内旋流器燃烧流场的数值研究

一、引言 Andrews等人已对用于燃气轮机燃烧室的轴向旋流器进行大量的试验研究。实验结果表明旋流可增强火焰稳定性和燃烧强度,降低氧化氮NO_x的污染。为了更好地了解旋流器的燃烧机理和对此种稳定器进行最佳设计,本文对它的燃烧流场进行了数值研究。     

模型燃烧室内瞬态紊流的大涡模拟

本文采用三种不同亚网格尺度模型对带有V型稳定器的模型燃烧室二维瞬态紊流流动进行了大涡模拟。并在交错网格系下用SIMPLE算法和混合差分格式求解离散方程。数值研究拟不同型式入口速度分布和不同亚网格尺度模型下模型燃烧室二维瞬态紊流流场。计算结果表明不同入口速度分布和不同亚网格尺度模型对瞬态流场和出口速度分布有一定的影响。本文通过数值模拟,揭示了V型稳定器后旋涡的产生和脱落过程。通过计算结果及实验数据的比较可知,本文采用的亚网格尺度模型可以用来模拟模型燃烧室紊流流场及稳定器后面回流区的流动情况。     

数值分析带二次流跨音速尾喷管流场

本文用有限元法数值分析带二次流可调收—扩喷管跨音速流动,紊流粘性采用ｋ—ε双方程模型来描述,并利用加权余量法中的Ｇａｌｅｒｋｉｎ法建立有限元方程,求解可压缩粘性流体流动Ｎ－Ｓ方程,喷管壁面采用壁面函数。通过四种不同喷管、不同工况下尾喷管内部流场计算,并用实验数据进行对比表明：计算结果合理,程序可靠,可利用有限元法对喷管超音速流动进行数值研究。     

贴体坐标系下模型加力室的大涡模拟

本文利用贴体网格对带V形槽稳定器模型加力燃烧室素流化学反应流流动进行大涡模拟的研究。采用区域法生成模型加力燃烧室的二维贴体网格,并采用多区域耦合法进行区域之间的数据传递,求解加力室整体流场。采用k方程亚网格尺度模型和亚网格EBU燃烧模型分别估算其亚网格紊流粘性和化学反应速率,用热通量辐射模型估算辐射通量,并用交错网格下SIMPLE算法和混合差分格式求解离散方程,壁面函数处理固壁边界条件。计算结果显示了稳定器后面的回流区气流结构,所得的热态流场模拟结果与实验比较吻合,表明采用贴体网格对模型加力燃烧室进行大涡模拟能真实反映流体流动及燃烧过程。     

单头部双级旋流器燃烧室流场PIV测量

利用粒子图像测速(PIV)测量技术对单头部双级旋流器燃烧室紊流流场进行了测量,试验研究主燃孔射流与旋流器旋转射流之间相互作用,结果表明:不同旋流器几何参数(如:叶片安装角)和主燃孔布置对轴向和径向气流速度分布及回流区结构的影响都较大,为了得到一个满意的气动特性和中心回流区,选择合理的主燃孔布局比旋流数更为重要.     

模型加力燃烧室燃烧流场的并行计算

本文采用基于MPI的并行算法,采用动态内存分配、分区算法和多点重合交错网格系统,在贴体网格下对带V形槽稳定器模型加力燃烧室素流化学反应流场进行数值模拟,湍流模型采用k方程亚网格尺度模型,燃烧模型采用亚网格EBU模型,采用热通量辐射模型估算辐射通量。计算结果表明并行计算对复杂形状的化学反应流动计算效率很高,是模拟大规模的燃烧问题的有力工具。