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《湍流模型及施密特数对点火位置的影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第46卷第3期航空计算技术Vol.46No.32016年5月AeronauticalComputingTechniqueMay.2016湍流模型及施密特数对点火位置的影响研究田增冬,刘峰博,谭伟伟(中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710068)摘要:准确预测燃料和空气湍流混合水平对精确模拟发动机性能至关重要。通过对Burrows&Kurkov氢气顺喷经典算例的数值模拟,研究了湍流模型和湍流关键参数(施密特数)对氢气和空气的混合程度以及点火位置的影响。数值结果表明:湍流模型对点火的位置具有一定的
2、影响,其中MenterSSTk-w湍流模型计算结果与实验值总体吻合最好;湍流施密特数严重影响着氢气和空气的混合程度以及燃烧流场的点火位置,其中Sct=0.5能满足大部分超燃冲压发动机燃烧算例的数值模拟。关键词:燃烧;湍流模型;湍流施密特数;点火位置中图分类号:V235文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)03-0037-04ResearchonTurbulenceModelandSchmidtNumberInfluencingIgnitionPositionTIANZeng-dong,
3、LIUFeng-bo,TANWei-wei(Xi′anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstitute,AVIC,Xi′an710068,China)Abstract:Accuratelypredicatingthefuelandairturbulencemixingleveliscruciallyimportanttoexactsimulationofengineperformance.CombinedwithnumericalsimulationofBu
4、rrows&Kurkovhydrogenparallelinjectioncase,thispaperstudiedthatturbulencemodelandthekeyturbulenceparameter(schmidtnumber)influencedignitionpositionandthemixinglevelofhydrogenandair.Numericalre-sultsshowedthatturbulencemodelhadacertainimpactontheignitionp
5、ositionandtheresultofMenterSSTk-wmodelwasbestaccordwithexperimentalvalue.Moreover,inthecombustionflowfield,turbu-lenceschmidtnumberseriouslyaffectedignitionpositionandthemixinglevelofhydrogenandair,whichSct=0.5seemedtoworkwellformanyapplicationsinvolvin
6、gscramjetengines.Keywords:combustion;ignitionposition;turbulencemodel;turbulenceSchmidtnumber引言气顺喷模型,结果表明湍流模型的选择会对点火的位[2]置产生影响;Xiao和Edwards指出燃料和空气的湍超燃冲压发动机全称为超声速燃烧冲压发动机流混合水平决定着高速发动机内燃烧反应的性能和效(SupersonicCombustionRamjet),采用与机身一体化的率。因此,准确预测湍流混合水平对于精确模拟发动设
7、计,整个发动机由进气道、隔离段、燃烧室和尾喷管机性能就显得至关重要。组成。超燃冲压发动机的发展水平代表了一个国家的本文以经典的Burrows&Kurkov氢气顺喷模型为综合科技实力和工业水平,目前己经成为国际军事技研究构型,采用N-S方法数值模拟喷流、混合以及超术竞争的重点之一。声速燃烧流动,考核了湍流模型(SA、MenterSSTk-w、作为超燃冲压发动机的核心,燃烧室的工作过程Wilcoxk-w)对燃烧反应流动的模拟能力,同时研究了极为复杂,涉及到超声速条件下燃料的喷射、穿透、雾湍流关键参数(施密
8、特数)对氢气和空气的混合程度化、蒸发、混合、点火、火焰稳定等一系列复杂问题。其以及点火位置的影响,得出了适用于非预混超声速燃中,燃料和空气的混合程度对于点火位置以及燃烧效烧数值模拟的计算策略,为超燃冲压发动机精确数值率等发动机关键性能有着很大的影响。对于这个问[1]模拟提供了参考。题,国外很多学者开展了相关的研究工作。William采用WIND-US程序数值模拟了Burrows&Kurkov氢收稿日期:2016-03-01修订日期:2016-04-15基
