小型航空发动机燃烧室参数化数值模拟方法研究
[Abstract]:With the development of computer technology, the design of aeroengine relies more and more on numerical simulation. However, the development of solid modeling, mesh generation and computing model has become a bottleneck problem that restricts CFD to realize its full potential. Therefore, based on the combustion chamber of small aero-engine, the parameterized pre-treatment method, porous media model, oil plate model and post-processing block are studied, and the parameterized analysis system of combustion chamber is developed. In this paper, the parameterized pretreatment method for a reflux combustion chamber and a baffle combustor is studied. The parameterized modeling of combustion chamber is programmed by UG/GRIP language, and the programming modularization and modeling modularization are adopted to improve the expansibility, updating ability and generality of the parameterized modeling program, and to meet the needs of complex configuration modeling. An interface program for describing geometric features is provided. In the aspect of grid division, the script file of ICEM is used to develop it. The designer can create, modify and edit the script file of ICEM to realize the quick and accurate repartition of grid, so as to realize the automatic grid division. In this paper, a computational model for combustion chamber is developed by using UDF and C language based on commercial software FLUENT,. Aiming at the calculation of combustor with multi-slant hole divergent cooling structure, in order to avoid the complexity of combustion chamber modeling, the large mesh and the limitation of computer, the porous media method is introduced. The porous media model in Fluent is improved based on the theory of multi-hole divergent cooling technology. The model is verified by numerical calculation of three-dimensional porous divergent cooling structure. The results show that the porous media model can accurately obtain the wall temperature parameters, and the calculation results are similar to those of the non-porous media model. By establishing and modeling the fuel outlet parameters and the structure parameters, the atomization model is developed, and the dpm file that can be called by Fluent is output, which avoids the problems existing in the simplified processing. The atomization effect of the fuel is closer to the actual situation. In order to obtain the performance parameters of the designed combustion chamber directly, the post-processing module of the calculation results is developed, and the monitoring files of the Fluent are converted directly and quickly into the output of the state parameters of the combustion chamber. The relative error is obtained by comparing with the experimental results. Finally, on the basis of the preliminary scheme design system of combustion chamber of our group, the parameterized pre-treatment method, porous media model, atomization model of oil jitter and post-processing module of calculation results are integrated to form a parameterized analysis system for combustion chamber. The system is applied to a reflux combustion chamber and a baffle combustor. The reliability of the parameterized pre-processing method of the system is mainly verified by the application of a reflux combustion chamber. The statistical results show that the workload of modeling and meshing in the design process of the combustion chamber can be reduced by more than 90% by using this method. And entity modeling and mesh generation are accurate and reasonable. The accuracy of the porous media model and the oil plate model in the system is verified by the application of a certain type of baffle combustor. The results show that the porous media model can accurately simulate the wall temperature distribution of the combustor and save the calculation resources. The model can accurately simulate the actual fuel injection effect, the fuel distribution is even and reasonable, and the fuel injection point, outlet particle size, velocity component and fuel flow rate can be flexibly modified.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V231.2
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,本文编号:2373019
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