NexGen燃烧器模型简化方法研究

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1、第46卷第6期2016年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．46No．6NOV．2016NexGen燃烧器模型简化方法研究白杰，尹莉萍(中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津300300)摘要：用于开展防火试验的NexGen燃烧器结构复杂，采用数值模拟方法对其进行研究，建立几何模型时若能对其进行适当简化，能够大大提高计算效率和计算稳定性，达到事半功倍的效果。针对NexGen燃烧器的几何建模提出了两种模型简化的方法：功能分析法和结构分解法，并对这两种方法进行了阐述。结合实验数据说明了功能分析法的有效性，通过对比分

2、析简化模型和未简化模型的计算结果，说明了结构分解法的有效性。结果说明在5％的置信区间内，两种简化方法都是合理的，能够用于后续研究，并且为复杂模型的简化提供了一种新的思路。关键词：NexGen燃烧器；数值模拟；模型简化；功能分析法；结构分解法中图分类号：V235文献标识码：A文章编号：1671．654X(2016)06—0028．03StudyofModelSimplificationMethodofNexGenBurnerBAIJie，YINLi-ping(TianjinKeyLaboratoryofCivilAircraftAirworthinessandMaintenan

3、ce，CivilAviationUniversityofChina，Tianfin300300，China)Abstract：ThestructureofNexGenburnerwhichiSusedforfiretestiSverycomplex．whenit7Sstudiedbynumericalsimulation，ifcanestablishasimplifiedgeometrymodel，itcangreatlyimprovethecomputation—alefficiencyandstability，achieveamultipliereffect．Twokin

4、dsofsimplificationmethod，includingfunc—tionalanalysisandstructuredecompositionmethodwasproposed，accordingtotheNexGenburner．Thenillustratedthetwomethods，andthevalidationofthemethodoffunctionalanalysiswasillustratedbyex-perimentalresults，whiletheotherwasillustratedbycomparingandanalyzingthere

5、sultsofthesimplifiedmodelandthenon—simplifiedmodel．Theresultsshowthatthetwomethodarebothreasonableandvalidinthe5％confidenceinterval．whichcanbeusedforthefollowingstudyandprovidesanewideaforthesimplificationofthemodel．Keywords：NexGenburner；numericalsimulation；modelsimplification；functionanaly

6、sis；structuralde-composition引言随着计算机性能的提高，计算模型的进步，数值模拟的方法以其周期短、费用低同时又能观察场变量如速度等的细微结构等优点逐渐得到越来越多研究人员的使用。基于以上优点，我们通过数值模拟方法研究防火试验燃烧流场，即研究防火试验燃烧器的出口流场。而NexGen燃烧器是联邦航空管理局(FederalA．viationAdministration，FAA)指定用于开展防火试验的燃烧器¨]，由于建模是数值模拟的基础，且NexGen燃烧器结构复杂，在建立模型时若能对其进行适当简化，即通过一些计算条件模拟原始构型中某些组成部件，则能够达到事

7、半功倍的效果。针对NexGen燃烧器的几何建模，本文提出了两种模型简化的方法：功能分析法和结构分解法。以下将对这两种方法进行详细阐述，并对简化的有效性进行验证。1功能分析法1．1方法概述NexGen燃烧器结构Ⅲ如图1所示。NexGen燃烧器由压力调节器、声速喷管、通风管、静子叶片、扰流器、油管、燃油喷嘴、点火器和扩张锥以及进行试验时收稿日期：2016—08—15修订日期：2016一ll一08基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金项目资助(ZXH2012J003)；中国民航大学科研启动基金项目资助(20