小型航空發(fā)動機(jī)燃燒室參數(shù)化數(shù)值模擬方法研究.pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計越來越依賴于數(shù)值模擬，但實體建模和網(wǎng)格劃分以及計算模型的發(fā)展成為了制約CFD充分發(fā)揮潛力的瓶頸問題。因此，本文基于小型航空發(fā)動機(jī)燃燒室對參數(shù)化前處理方法、多孔介質(zhì)模型、甩油盤模型和計算結(jié)果后處理塊進(jìn)行了研究，并發(fā)展了燃燒室參數(shù)化分析系統(tǒng)。本文針對某型回流燃燒室和折流燃燒室進(jìn)行了參數(shù)化前處理方法的研究。燃燒室的參數(shù)化建模利用UG/GRIP語言進(jìn)行編程，采用編程模塊化和建模模塊化設(shè)計，提高了參數(shù)化建

2、模程序的拓展性、更新能力以及通用性，并為滿足復(fù)雜構(gòu)型建模的需要，提供了幾何特征的描述方法的接口程序。網(wǎng)格劃分方面，利用ICEM的腳本文件進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計人員可通過新建、修改和編輯ICEM的腳本文件，實現(xiàn)網(wǎng)格快速準(zhǔn)確的重劃分，從而實現(xiàn)自動化網(wǎng)格劃分。
　　本文基于商業(yè)軟件FLUENT，利用UDF和C語言開發(fā)了適用于燃燒室的計算模型。針對帶有多斜孔發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)的燃燒室的計算，為避免燃燒室建模復(fù)雜性、網(wǎng)格量大和計算機(jī)的限制等問題，引入多孔

3、介質(zhì)方法，結(jié)合多斜孔發(fā)散冷卻技術(shù)的理論基礎(chǔ)對Fluent中多孔介質(zhì)模型進(jìn)行完善。通過對三維多孔發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)的數(shù)值計算驗證了該模型，結(jié)果表明：多孔介質(zhì)模型能準(zhǔn)確得到壁面溫度參數(shù)，計算結(jié)果與未使用多孔介質(zhì)模型的計算相似度較高。將甩油盤燃油出口參數(shù)與甩油盤結(jié)構(gòu)參數(shù)建立聯(lián)系并模型化，開發(fā)了甩油盤霧化模型，輸出可供Fluent調(diào)用的dpm文件，避免了簡化處理中存在的問題，使得甩油盤燃油霧化效果更接近實際情況。為方便設(shè)計人員直接得到所設(shè)計燃燒室的性

4、能參數(shù)，開發(fā)了計算結(jié)果后處理模塊，將Fluent的監(jiān)視文件直接快速地轉(zhuǎn)換為燃燒室狀態(tài)參數(shù)輸出，并與試驗結(jié)果進(jìn)行對比求得相對誤差。最后，在燃燒室初步方案設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將參數(shù)化前處理方法、多孔介質(zhì)模型、甩油盤霧化模型和計算結(jié)果后處理模塊集成形成燃燒室參數(shù)化分析系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于某型回流燃燒室和某型折流燃燒室上。通過對某型回流燃燒室的應(yīng)用主要驗證了本系統(tǒng)的參數(shù)化前處理方法的可靠性，統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)：利用本方法可減少燃燒室設(shè)計過程中建模和網(wǎng)