基于Greenwood叶间燃烧室实验模型的数值计算

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1、第48卷第3期2016年6月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2016．03．007空航天大学学报UniversityofAeronautics&AstronauticsV01．48No．3Jun．2016基于Greenwood叶间燃烧室实验模型的数值计算杨阳1王力军2(1．贵州航空发动机研究所燃烧研究部，贵阳，550081；2．沈阳航空航天大学能源与环境工程学院，沈阳，110136)摘要：为分析新型叶间燃烧室的燃烧性能，以叶间燃烧室试验模型为研究对象，用Re

2、alizablek-e湍流模型、非预混PDF燃烧模型，数值模拟了燃烧流场特性。燃油颗粒大部分在环形腔顶部区域蒸发混合，火焰在环形腔底部连通，形成旋流燃烧，涡轮径向斜槽内出现温度较高的火焰区。涡轮径向斜槽结构以及主流的卷吸作用对燃烧产物与一次气流的掺混存在影响。贫油燃烧方式工况燃烧性能较优，富油燃烧方式工况的径向平均出口温度线型较好。计算结果与相同操作条件下的试验结果符合较好。关键词：叶间燃烧室；燃烧性能；数值模拟中图分类号：TK474文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)03—0340—07Num

3、ericalSimulationBasedonGreenwoodInter-VaneCombustorExperimentalModel％，zgYan91，WangLijun2(1．CombustionResearchDepartment，GuizhouAero-engineResearchInstitute，Guiyang，550081，China；2．EnergyandEnvironmentCollege，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang，110136，China)Ab

4、stract：Inordertoanalyzethecombustionperformanceofinter—vanecombustor，thedesignmodelofultra-compactcombustoristakenastheresearchobject，andusingRealizablek-eturbulencemodelandnon—premixedPDFcombustionmodel。thecombustionflowfieldcharacteristicsaresimulated．Mosto

5、fthefuelparticlesevaporateandmixatthetopoftheannularcavity，andtheflameisconnectedonthebottom，thusformingtheswirlcombustion，thenthehigh—temperatureflameregionappearsintherudi—atslot．Radialslotstructureandmainietentrainmentaffectthemixtureofcombustionproductsan

6、dmainjet．Lean—fuelcombustionconditionshaveabettercombustionperformance，andoutlettempera—turedistributionlinesofrich—fuelcombustionaremoresimilartotheidealparabolic．Simulationresultsagreewellwiththeexperimentalresultsunderthesameregularpatterncondition．Keyword

7、s：inter—vanecombustor；combustionperformance；numericalsimulation航空涡轮发动机的高性能发展要求，不断引导着设计理念的改革与创新。传统涡轮发动机在涡轮单位功不变的情况下，为了提高涡轮前进口总温，需要不断提高燃烧室出口总温，然而由于材料等技术条件限制了燃烧室出口总温的提升范围，从而制约了传统发动机性能的提升。20世纪90年代，SirignanoⅢ和Liu[23等人提出了涡轮级间燃烧室(ITB)模型，通过在高、低压涡轮级间设置燃烧基金项目：航空科学基金(20

8、13ZB54009)资助项目。收稿日期：2016—02—25；修订日期：2016—04—11通信作者：杨阳，女，硕士研究生，助理工程师，E-mail：yangyan9900121@126．eom。引用格式：杨阳，王力军．基于Greenwood叶间燃烧室实验模型的数值计算EJ]．南京航空航天大学学报，2016，48(3)：340—346．YangYang，WangLijun