湍流模型在航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室數(shù)值計(jì)算中的應(yīng)用研究
本文選題:航空發(fā)動(dòng)機(jī) + 燃燒室; 參考:《中國(guó)民航大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:當(dāng)今社會(huì),航空業(yè)發(fā)展極為迅速,而發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的心臟,其技術(shù)水平的高低是決定飛機(jī)飛行性能的重要因素之一。目前我國(guó)大飛機(jī)項(xiàng)目遇到的主要問(wèn)題也是高性能發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的缺乏。燃燒室在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中起著非常重要的作用,它可以影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命等等。因此,如果能夠設(shè)計(jì)出高性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,就會(huì)推動(dòng)航空業(yè)的進(jìn)步。在進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算之前,首先對(duì)目前應(yīng)用得比較廣泛的標(biāo)準(zhǔn)k-?,RNG k-?,Realizable k-?模型以及近年來(lái)剛興起的大渦模擬這四種研究湍流的模型進(jìn)行了對(duì)比分析,比較了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍。然后利用這四種模型,分別對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,得到每種模型下的流場(chǎng)結(jié)果,并且利用Realizable k-?模型,對(duì)該型發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的燃燒特性進(jìn)行了深層次的探索。航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室在工作時(shí),主要是通過(guò)燃燒將航空燃油的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮。而在燃燒過(guò)程中,燃燒室內(nèi)主燃區(qū)的溫度高達(dá)2000K以上,這個(gè)溫度范圍是很多材料所無(wú)法承受的。因此,要想保護(hù)燃燒室部件,就需要采取措施對(duì)燃燒室內(nèi)的高溫氣流進(jìn)行冷卻。為了達(dá)到這一目的,燃燒室設(shè)計(jì)時(shí)增加了冷卻孔這一結(jié)構(gòu)。冷卻孔主要是用于冷卻氣流的進(jìn)入,與燃燒過(guò)程中的高溫氣體進(jìn)行混合,已達(dá)到降低溫度,保護(hù)燃燒室部件的效果。冷卻孔的分布以及尺寸都會(huì)影響到燃燒過(guò)程,為了研究冷卻孔尺寸對(duì)于燃燒室燃燒過(guò)程的影響,比較了幾種不同尺寸大小冷卻孔下的燃燒結(jié)果。首先,以實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室作為參考,建立了一個(gè)燃燒室模型,并劃分網(wǎng)格。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用FLUENT軟件將標(biāo)準(zhǔn)k-?,RNG k-?,Realizable k-?以及近年來(lái)剛興起的大渦模擬用來(lái)進(jìn)行模擬計(jì)算。將模擬的燃燒結(jié)果進(jìn)行比較和分析,然后選擇比較適合應(yīng)用于此發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的湍流模型。最后,利用選擇好的湍流模型,針對(duì)五種不同尺寸大小的冷卻孔,模擬計(jì)算它們的燃燒特性。與此同時(shí),為了更清楚的研究該型發(fā)動(dòng)機(jī),分析和對(duì)比了不同噴油量和空氣量下的燃燒情況,并根據(jù)結(jié)果對(duì)該燃燒室的設(shè)計(jì)提出一些意見(jiàn)。
[Abstract]:This paper makes a comparative analysis on the combustion characteristics of the combustion chamber of an aero - engine by using the real engine combustion chamber as a reference , and then uses the Realizable k - ? model to calculate the combustion characteristics of the combustion chamber . This paper compares and analyzes the simulated combustion results , compares and analyzes the simulated combustion results , and then selects the turbulence model which is suitable for the combustion chamber of the engine . At the same time , the combustion characteristics of five different sizes of cooling holes are simulated by using the selected turbulence model . At the same time , in order to study the engine more clearly , the combustion conditions under different fuel injection quantity and air quantity are analyzed and compared , and the design of the combustion chamber is put forward according to the results .
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:V231.2
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):2026141
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