基于LES-PDF方法的双旋流模型燃烧室数值模拟_曾家(1).docxVIP

第4卷第5期气体物理

Vol．4No．5

2019年9月

PHYSICSOFGASESSep．2019

DOI:10．19527/j．cnki．2096－1642．0789

基于PDF方法的双旋流模型燃烧室数值模拟

LES

－

曾家，金捷，张晟，李敏，王方

11211

(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院仿真中心，北京

100191;

2．北京系统工程研究所，北京100191)

NumericalSimulationofDouble－SwirledModelCombustorBasedonLES－PDF

11211

ZENGJia，JINJie，ZHANGSheng，LIMin，WANGFang

(

1．AeroengineNumericalSimulationＲesearchCenter，SchoolofEnergyandPowerEngineering，Beihang

University，Beijing100191，China;2．BeijingInstituteofSystemEngineering，Beijing100191，China)

摘要:文章使用基于LES-PDF方法的AECSC两相程序，对模型燃烧室GTMC进行了数值模拟，以此验证

AECSC程序对燃烧室模拟的可行性和可信度，并对旋流燃烧室的流动和燃烧特性进行分析．首先，分别用商用软

件Fluent18．1和AECSC程序的LES方法对GTMC的冷态工况进行了模拟．与实验结果相比，程序计算的轴向、径

向、切向速度峰值的相对误差在大多数统计点上在20%以内，3个方向速度峰值位置的相对误差基本都在10%以

内．同时发现，AECSC程序的计算结果在一定程度上比Fluent的计算结果更接近实验值．文章进一步使用

AECSC

程序对GTMC的热态工况进行了模拟．在计算结果中，整体的时间平均温度在数值和分布上和实验结果很接近

，

并很好地再现了实验的“V形”火焰和内外低温回流区，但是高温区出现的位置相比实验结果有些靠前．总体来

说，热态结果和实验结果比较吻合，尤其在液雾的模拟方面，计算结果和实验结果相比有着很好的一致性．这说

明将LES和PDF相结合的方法在模拟湍流燃烧方面有较强的优势，可以成为未来的研究和发展方向

．

关键词:概率密度函数;大涡模拟;AECSC程序;双旋流燃烧室;煤油液雾火焰

中图分类号:V19文献标识码

:A

Abstract:Inthispaper，theAECSCtwo-phaseprogrambasedonLES-PDFmethodwasusedtosimulatethemodelcom-

bustionchamberGTMC(gasturbinemodelcombustor)

，soastoverifythefeasibilityandreliabilityoftheAECSCprogram

andanalyzetheflowandcombustioncharacteristicsoftheswirlcombustionchamber．Thenon-reactionconditionsoftheGT-

MCweresimulatedrespectivelybyFluent18．1andAECSC．Therelativeerrorsbetweenthecalculatedaxial，radialand

tangentialvelocitiesandtheexperimentalresultsareallwithin10%．Therelativeerrorsofthepeaksofthreevelocitiesare

within20%atmoststatisticalpoints．Atthesametime，theresultsshowthatthesimulationaccuracyofAECSCisbetter

thanLESofFluenttosomeextent．TheAECSCprogramwasfurtherusedtosimulatethereactionconditionsofGTMC．In