本文關鍵詞：基于OpenFOAM的燃氣輪機燃燒室的大渦數(shù)值模擬

  更多相關文章： 燃燒室 燃氣輪機 大渦模擬 OpenFOAM

【摘要】：隨著近來數(shù)值方法、湍流燃燒模型的發(fā)展以及計算機計算能力的不斷提高,使得大渦模擬(LES)廣泛應用于燃氣輪機燃燒室數(shù)值計算中,本文提出了一種用于真實LPP燃燒室的LES數(shù)學模型。其中用單方程SGS模型來模擬被空間濾波掉的亞網(wǎng)格尺度渦對大尺度渦的影響；兩相流模型中采用拉格朗日法和蒙特卡洛技術對流場噴霧粒子進行采樣跟蹤,采用基于SGS湍流動能的雙向耦合模型來模擬噴霧粒子運動和SGS湍流速度相互的影響；亞網(wǎng)格燃燒模型中采用渦耗散燃燒模型(EDM-LES)進行溫度場預測,同時加入厚化火焰燃燒模型來預測自燃、熄火、回火以及排放。本文所使用計算程序是基于開源計算軟件OpenFOAM所開發(fā)的程序,為驗證本文提出的數(shù)學模型的準確性和求解器構建的正確性。對經(jīng)典的Sommerfeld同軸模型燃燒室內噴霧、蒸發(fā)及混合過程做了大渦模擬計算分析,將所得結果與實驗值進行了比較,預測值和實驗值吻合良好,驗證了本文提出的兩相流模型的可靠性。同時用所編譯的求解器對真實燃燒室進行冷態(tài)湍流模擬和燃燒計算分析,燃燒室為環(huán)形燃燒室的部分結構。冷態(tài)湍流場結果顯示,回流區(qū)形成良好,有利于組織燃燒。大渦模擬有效地撲捉了燃燒室內的湍流脈動。熱態(tài)溫度及速度場顯示燃燒過程進行良好,主燃孔起到了很好地補燃作用,使燃燒過程主要在火焰筒頭部進行,摻混孔的冷卻作用明顯,燃燒室出口溫度降低到正常范圍。所得的燃燒室出口溫度分布與前人數(shù)據(jù)、實驗結果吻合良好。證明了本文提供的LES模型的準確性和可靠性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK473

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓吉昂;李曉東;鐘兢軍;管健;;噴射速度對環(huán)形TVC冷態(tài)流場的影響[J];工程熱物理學報;2014年05期

2 王志凱;曾卓雄;徐義華;;雙凹腔開口先進旋渦燃燒室燃燒特性研究[J];彈箭與制導學報;2014年05期

3 朱鼎;唐豪杰;謝剛;;徑向旋流器流動數(shù)值模擬研究[J];東方電氣評論;2014年04期

4 李凱;曾卓雄;徐義華;;新型沙丘形突擴燃燒室三維冷態(tài)背風角度研究[J];彈箭與制導學報;2014年06期

5 李凱;曾卓雄;徐義華;;進氣管結構及尺寸對旋流冷壁燃燒室性能的影響[J];彈箭與制導學報;2015年04期

6 林宇震;李林;張弛;徐華勝;;液體射流噴入橫向氣流混合特性研究進展[J];航空學報;2014年01期

7 楊謙;林宇震;張弛;許全宏;;發(fā)散冷卻與沖擊/發(fā)散冷卻的冷卻效率對比[J];航空動力學報;2014年02期

8 張弛;林宇震;徐華勝;許全宏;;民用航空發(fā)動機低排放燃燒室技術發(fā)展現(xiàn)狀及水平[J];航空學報;2014年02期

9 付鎮(zhèn)柏;林宇震;傅奇慧;張弛;;不同臺階高度對中心分級燃燒室點火熄火性能的影響[J];航空動力學報;2014年05期

10 王柏森;張弛;林宇震;姜文彬;;多級旋流預燃區(qū)補氧對常壓點火特性的影響[J];航空動力學報;2014年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 金義;高油氣比駐渦燃燒室流動與燃燒性能研究[D];南京航空航天大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 李崇;燃氣輪機輔機控制系統(tǒng)設計[D];東北大學;2012年

2 徐澤鵬;透光程度對旋流器出口流場特性的影響研究[D];南京航空航天大學;2014年

3 高超;一種新型燃燒室的設計與性能驗證研究[D];南京航空航天大學;2013年

4 方杰;氣動多點供油系統(tǒng)性能研究[D];南京航空航天大學;2013年

5 李朋玉;低排放燃燒室燃燒性能和污染排放預測模型研究[D];南京航空航天大學;2013年

6 吳宸萱;自耦合射流激勵燃燒室內流場摻混特性的研究[D];南京航空航天大學;2013年

7 吳志娟;燃燒室火焰筒壁面冷卻特性的研究[D];南京航空航天大學;2013年

8 王菲;某型三級旋流燃燒室的沖擊/氣膜冷卻方案研究[D];南京航空航天大學;2013年

9 郝艷娜;單凹腔駐渦燃燒室燃燒性能研究[D];南京航空航天大學;2013年

，

本文編號：1254651