● 摘要
燃烧室是航空发动机三大重要部件之一，燃烧室内燃烧流动情况直接影响到燃气轮机的性能和排放。对燃烧室数值模拟一般采取对模型进行简化再建模的方法，模型的简化对三维数值计算是有一定影响的，对于模型的简化程度目前还没有定论。据此，本文对折流环形燃烧室三维数值模拟的保真度问题进行了研究。本文根据某型折流环形燃烧室的真实模型，使用UG软件，建立了4个保真度不同的三维折流环形燃烧室模型，使用ICEM软件，分别对模型进行非结构化网格的划分，生成网格计算模型，使用Fluent软件对4个模型进行三维冷态流场及三维热态流场的计算，湍流模型选取 双方程模型，燃烧模型选取混合分数平衡化学反应PDF模型。其中，三维冷态流场数值模拟选取了4个工况条件，对同一模型的4种工况进行对比较，对同一工况的4种模型进行比较，分析了折流环形燃烧室的气流流动情况及旋涡生成的大小和位置。计算了4个模型热态流场的总压恢复系数，并与设计值进行对比，分析了保真度的不同对折流环形燃烧室三维热态流场数值模拟的影响。为热态流场的计算打下基础。三维热态流场数值模拟选取了地面设计点工况，对4个模型分别进行计算。分析了不同模型流场的流动情况，对燃烧情况，主燃区位置，壁温，燃烧室出口温度进行分析。计算了燃烧室总压恢复系数，燃烧效率，并与设计值进行了对比，分析了保真度对热态流场三维数值模拟的影响。从对不同模型的计算结果得出了保真度对燃烧室三维数值模拟的影响，为燃烧室三维数值模拟保真度的研究提供了参考。