面向航空发动机燃烧室点火问题的数值计算方法研究

发布时间：2024-03-27 20:13

　　燃烧室是航空发动机的核心部件之一,其点火可靠性是燃烧室设计的基本性能要求,事关飞行安全。本文针对航空发动机燃烧室点火问题,从模型燃烧室点火实验出发,发展数值计算方法,对燃烧室点火机理问题进行了数值计算方法相关研究。首先,在数值计算中移植了泰勒有限元(Taylor-Galerkin)和间断有限元(Discontinuous-Galerkin)格式,对比验证了数值格式的空间精度和计算效率。针对工程问题中复杂几何的高精度表达,发展了一种结合NURBS精确几何描述的曲面单元方法,将有限体积格式ETAU推广为适用于曲面单元的NETAU格式,通过数值算例验证了该格式的计算精度和稳定性,并进一步推导了 NURBS曲线与Taylor-Galerkin格式结合的数学表达。其次,针对燃烧室点火过程中的非定常湍流燃烧问题,发展了高精度低耗散的大涡模拟计算方法。该方法采用高精度低耗散的Taylor-Galerkin格式对控制方程进行离散求解;化学反应使用两步简化机理或集总简化机理;湍流燃烧模型采用动态增厚火焰模型。层流火焰算例表明集总简化机理的计算结果在多种工况下与详细机理十分一致,精度明显优于两步总包简化机...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１法国鲁昂大学ＣＯＲＩＡ实验室直线排列多头部实验装置１？１??

图１－１法国鲁昂大学ＣＯＲＩＡ实验室直线排列多头部实验装置１？１??研究头部间干涉对火焰传播过程的影响。法国鲁昂大学ＣＯＲＩＡ实验室列的多头部实验装置１４〃３］见图丨－１。该燃烧室模型高２７０ｍｍ，正面由并且在侧面留有光路以便进行燃烧的光学诊断。该实验装置最主要的特间距离，调节范....

图１－２多头部扇区燃烧室：（ａ）?ＮＡＳＡＡＳＣＲ扇形实验装置间；（ｂ）日本宇航局扇形实验装置Ｉ—??

（１）法国ＥＭ２Ｃ实验室环形燃烧室模型??法国巴黎中央理工－高等电力学院（ＣｅｎｔｒａｌｅＳｕｐｄｅｃ）的ＥＭ２Ｃ实验室发展了一种多旋??流喷嘴的环形燃烧室ＭＩＣＣＡ模型［？４７，６４１，如图１－３，其全环结构具有实际航空发动机燃烧??室的特征，并能满足光学诊断需要，在不同实验配....

图１－５?Ｍａｃｈｏｖｅｒ等人实验所得环形燃烧室预混条件下的点火过程??

二?＿？?■■■．．－．??图１－３法国ＥＭ２Ｃ实验室的ＩＶＨＣＣＡ环形燃烧室Ｉ６４！??等人在Ｍ１ＣＣＡ燃烧室的改型ＭＩＣＣＡ－Ｓｐｒａｙ环形燃烧室上，研究了液态和气态燃料的??点火过程。他们发现液态燃料的火焰传播过程与气态燃料的火焰传播过程类似。但是，相??较气态燃料，液态燃....

图１－４?ＩＶＩＩＣＣＡ环形燃烧室的点火过程Ｗ??

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本文编号：3940434