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推进技术2025年第04期:不同压力下甲烷-空气双旋流喷射燃烧的大涡模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:许建国;马天举;黄东欣;王丹阳;孟华;

单位:浙江大学航空航天学院;上海空间推进研究所;航天推进技术研究院;浙江省发展规划研究院;

摘要:尽管高压燃烧室已经在各类动力装置中得到了广泛应用,但关于提高燃烧室压力和压致增温对旋流喷射燃烧的影响机制仍缺乏系统性认识。本文结合大涡模拟方法、火焰面/反应进度变量燃烧模型以及P1辐射传热模型,建立了甲烷-空气湍流燃烧数值计算模型,并在不同工况下进行了充分验证。随后开展了双旋流燃烧室中甲烷-空气湍流燃烧的大涡模拟研究,深入探究了燃烧室压力和压致增温耦合变化及其各自独立变化对流场分布、反应进程、火焰结构以及进动涡核的影响规律。结果表明,主要受压致增温的影响,回流区速度会随着压力的增大而增加;火焰结构在高压下变得更加紧凑,推举高度逐渐降低,在1.5 MPa工况下会出现明显的回火现象;进动涡核(PVC)频率和出口燃气温度随压力增加明显升高。

关键词:燃气涡轮发动机;;大涡模拟;;湍流燃烧;;高压燃烧;;旋流火焰

基金资助:国家自然科学基金(12072321)~~