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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
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