● 摘要
在对航空发动机燃烧室内部燃烧流动的认识与研究过程中，数值模拟的研究方法对燃烧室基本理论与先进技术的研究发展起到了一定的促进作用。 而由于湍流模型的都经验或半经验的模型，对复杂流动模拟存在一定的缺陷。针对特定计算域，对湍流模型进行修改有利于提高其预测性能。
本文从湍流模型入手， 总结大量文献得出结论： k-ε两方程模型由于基于 Boussinesq涡粘性假设，建立在各项同性的基础上，对旋流的数值模拟有较大误差。其改进方向是从各向异性着手。重新考察ε方程的源项，或者把c??, c1, c2 等系数作为服从某种规律的函数， 进一步可以放弃涡粘性假设。 本文首先对标准 k-ε方程做了 RODI 修正， 对耗散方程的源项进行了改进，并将修改的模型应用于旋风分离器进行模型检验，通过调整方程中的系数c??得到了适合旋风分离器计算的模型。而后，又对标准 k-ε方程做了各向异性的改进，并在二级旋流燃烧室中进行模型检验，通过调整使此模型的预测能力得到很大的提高。最后将这两方面的改进融合在一起，融合成一个新的混合模型，混合模型相比原来的改进又有了很大提升。在研究过程中得到以下结论：
1、基于 RODI 修正的模型能够模拟出旋风分离器切向速度的分布趋势，但速度峰值的大小和位置不能准确给出，仍有较大的改进空间。 而标准 k-ε 模型， RNG 模型， realizable模型均不能模拟出其速度分布趋势。RSM 模型能模拟出切向速度分布的趋势以及最大值最小值的位置，但所有模型模拟的切向速度整体数值比实验数据小。
2、在 RODI 修正的基础上更改c??值后模拟效果有了较大的改进。当c??=0.06 时，对切向速度的模拟效果最好，比标准 k-ε 模型有了质的改进，比雷诺应力模型的模拟效果好。但对轴向速度的预测能力没有提高。
3、RODI 修正只适用于强旋流的修正，对弱旋流的二级旋流燃烧室模拟效果不佳。而基于各向异性改进的湍流模型能够较好的模拟弱旋流的二级旋流燃烧室的轴向速度和切向速度。
4、 混合模型能够考虑到各向异性， 又能考虑到耗散方程源项的改进。 通过调整新添加模型的各个系数，能够适应于不同旋流强度流场的预测。相比较 RODI 修正，不仅切向速度模拟准确，也能较好地预测轴向速度的分布。