短螺旋型燃烧室旋流结构及气动边界发展规律数值模拟研究

论文摘要

短螺旋型燃烧室的头部轴线沿发动机周向与发动机轴线偏转一定角度,可以在保证燃烧效率不变的条件下有效缩短燃烧室轴向长度。短螺旋型燃烧室流场的最大特点是旋流流动单侧受限。为了研究头部安装角α变化对燃烧室旋流流动特性的影响,基于数值方法对短螺旋型燃烧室进行了计算分析。结果表明:随着α变化,旋流器下游旋涡依次出现对称环状、马蹄状、环状结构;随着α增加,气动边界逐渐出现并抑制旋流的周向扩张,导致流场出现不同的旋涡结构;不同α下的切向角动量随轴向距离增加而衰减,但α为35°和45°时,气动边界在非受限侧出现并对旋流产生约束,角动量衰减变慢;当α为0°,15°,35°,45°时,燃油液滴依次集中分布在旋流器下游两旋涡边缘、侧壁面和头部端壁、非受限旋涡边缘。本文研究了不同α下的旋涡结构及气动边界沿轴向的演化过程,为短螺旋型燃烧室进一步的设计与优化提供基础。

论文目录

• 1 引言
• 2 物理模型和计算方法
•   2.1 物理模型
•   2.2 计算模型
•   2.3 网格划分
•   2.4 边界条件
•   2.5 算法验证
• 3 计算结果与讨论
•   3.1 不同α下旋涡结构分析
•   3.2 不同α下的气动边界特性
•   3.3 旋流切向角动量随轴向的衰减特性
•   3.4 不同α下的压力分布
•   3.5 不同α下的燃油浓度场分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张军华,王中豪,胡斌,邓爱明,赵庆军

关键词: 短螺旋型燃烧室,气动边界,旋涡结构,旋流流动

来源: 推进技术 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 中国科学院工程热物理研究所,中国科学院大学航空宇航学院,中国科学院轻型动力重点实验室

基金: 国家重点研发计划(2016YFB0901402),国家自然科学基金(51476170)

分类号: V231.2

DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190042

页码: 2739-2747

总页数: 9

文件大小: 1722K

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