收藏本站
《沈阳航空工业学院》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

湍流燃烧模型在燃烧室数值计算中的应用研究

吴超  
【摘要】: 在对航空发动机燃烧室内部燃烧流动的认识与研究过程中,数值模拟的研究方法对燃烧室基本理论与先进技术的研究发展起到了一定的促进作用。随着计算机性能的提高以及计算技术的不断发展,燃烧室数值模拟的准确性和工程适用性不断提高,成为燃烧室性能预估和设计定型的主要工具之一。同时,由于航空发动机燃烧室内部湍流燃烧问题的复杂性,湍流燃烧模型作为一种基本燃烧模拟工具,从建模到模型验证再到工程应用,始终受到广泛关注。 本文首先确定并合理简化了计算域,建立几何模型划分网格。在整个燃烧室的数值模拟中,选用Realizable k-ε两方程湍流模型模拟气体湍流流动,在燃烧室的喷雾模拟中采用离散相模型和压力雾化喷嘴模型,选择商业CFD软件FLUENT中提供的5种典型燃烧模型,即基于组份输运模型的有限速率/涡团耗散模型(fED)、涡团耗散模型(EDM)和涡团耗散的概念模型(EDC)以及基于非预混燃烧模型的平衡化学反应模型(PDF)和稳态火焰面模型(FLM)模拟燃烧室的湍流扩散火焰;辐射模型选用P-1辐射模型估算辐射通量;物性参数设置为关于温度的函数,模型控制方程在高性能计算集群(HPCC)采用并行计算,用高阶离散格式进行求解。通过计算得到,燃烧室内气体流动的速度场、压力场、燃油雾化粒子轨迹、燃烧的温度场以及组份的浓度场。结果发现,采用不同的湍流燃烧模型时,速度场、压力场以及燃油雾化粒子轨迹变化不大,温度场以及组份浓度变化较大,fED、EDM和EDC模型计算的主燃区最高温度明显高于PDF和FLM模型,同时将不同燃烧模型计算得到的燃烧室出口平均温度和不均匀系数与试验数据进行比较,结果发现,EDM模型的计算值与实测值最为接近。此外,本论文验证了不同的的燃烧模型在燃烧室数值计算中的工程适用性,同时也指出了计算模型尚需进一步研究和完善的方面,对于航空发动机燃烧室的研究和设计具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:沈阳航空工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:V231

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李德刚;基于整车性能的高压共轨柴油机燃烧系统开发与控制[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 郭腾龙;高压共轨系统参数对混合气形成和燃烧过程的影响[D];吉林大学;2011年
2 段冬霞;燃气轮机燃烧室参数化CFD模拟方法的研究和应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
3 于淼;燃烧室燃烧流场组织方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 焦森林;燃气燃烧器流场及燃烧特性数值模拟[D];郑州大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张文普,丰镇平;燃气轮机环形燃烧室内燃烧流动的数值模拟[J];动力工程;2004年01期
2 陈兴隆,周力行,张健;甲烷-空气同轴突扩湍流燃烧的新二阶矩模型的数值模拟[J];工程热物理学报;1999年06期
3 赵坚行,易勇;紊流燃烧模型数值与实验研究[J];工程热物理学报;1994年01期
4 颜应文;赵坚行;张靖周;刘勇;;环形燃烧室两相喷雾燃烧的大涡模拟[J];航空动力学报;2006年05期
5 蔡文祥;胡好生;赵坚行;;涡流器燃烧室头部两相反应流数值模拟[J];航空动力学报;2006年05期
6 王平,张宝诚;航空发动机燃烧室主燃区的数值模拟分析[J];航空发动机;2005年01期
7 张会强,陈兴隆,周力行,陈昌麟;湍流燃烧数值模拟研究的综述[J];力学进展;1999年04期
8 冀光;张文平;穆勇;包吉威;;某型燃气轮机燃烧室燃烧流场数值研究[J];汽轮机技术;2006年05期
9 王海峰,陈义良;采用考虑详细化学反应机理的火焰面模型模拟湍流扩散火焰[J];燃烧科学与技术;2004年01期
10 刘欧子,蔡元虎,胡欲立,刘敬华,凌文辉;煤油超声速燃烧的数值分析[J];推进技术;2004年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘坤,李先春,韩仁智;高温蓄热式加热炉内温度场的数值模拟[J];鞍钢技术;2004年05期
2 尤飞,Lin John Z,周建军,Chow T T,邹样辉,厉培德;夹层电缆引发火灾的实验研究[J];安全与环境学报;2002年06期
3 王明年,杨其新,袁雪戡,杨忠;公路隧道火灾温度场的分布规律研究[J];地下空间;2003年03期
4 李国庆,赵菊梅,钟新樵;秦岭终南山公路隧道火灾试验竖井通风的研究[J];地下空间与工程学报;2005年03期
5 王桂芝,赵长禄;汽油机工作过程数值模拟的研究进展[J];车辆与动力技术;2004年02期
6 张建文;王艳飞;;湍流化学反应的分形数值模拟[J];火炸药学报;2007年03期
7 汪小卫;金平;蔡国飙;;一种单喷嘴推力室燃烧内流场的方法[J];北京航空航天大学学报;2009年09期
8 张弛;王建臣;覃清钦;杜鹏;;乙醇燃料微型燃气轮机设计[J];北京航空航天大学学报;2009年09期
9 李斌;王锁芳;刘勇;;轴承腔内油气两相流动与换热的数值模拟[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年11期
10 刘丹;王世英;郭宝;;造纸垃圾焚烧炉改造前后炉内过程数值模拟分析[J];中华纸业;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈川;逄燕;刘赵淼;;单路离心式喷嘴流场数值模拟研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 席勇;杨贵生;杨满江;;隧道火灾烟气控制数值模拟研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
3 杨晨;郑登强;;航空发动机涡轮转子叶片表面温度测量研究[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
4 杨志民;张书华;赵煜;杨殿成;;两种高温热电偶的测温对比试验研究[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
5 徐德明;魏敦崧;卢志龙;周高云;;平板式全预混燃烧器的开发研究[A];中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2010年年会论文集[C];2010年
6 吕玉坤;张健;康乐嘉;李春曦;应博芬;;管道系统中的安装效应分析[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
7 ;航空制造技术专业发展[A];航空科学技术学科发展报告(2006-2007)[C];2007年
8 阎庆安;;大飞机动力燃烧部件故障及技术研究探讨[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 李金英;郑洪涛;穆勇;;燃气轮机燃烧室燃烧流场的数值计算[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 阴松凯;;美国新型高超声速飞行器推进系统专利技术介绍[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
4 程磊;受限空间煤尘爆炸冲击波传播衰减规律研究[D];河南理工大学;2011年
5 夏强;固体燃料冲压发动机工作过程研究[D];南京理工大学;2011年
6 郑秋亚;基于Navier-Stokes方程的复杂流动数值模拟精度与并行计算研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 文振华;基于静电感应的航空发动机气路监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 王裕明;工业污泥与煤矸石LCFB混烧特性数值模拟及试验研究[D];重庆大学;2010年
9 夏卿;飞机发动机排放对机场大气环境影响评估研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 陈艳容;煤矸石和煤层气循环流化床混烧关键影响因素研究[D];重庆大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈佩;三级轴流压气机湿压缩特性数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈明敏;连续弧等离子点火电源技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨洪磊;双燃料喷嘴设计与燃烧流场数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 赵光耀;烟流逆流层及火区下风侧局部风流参数数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 丁宏秋;气相燃烧合成Al_2O_3纳米材料及结构[D];华东理工大学;2011年
8 汤皓元;预混合氢氧焰燃烧制备纳米二氧化硅技术研究[D];昆明理工大学;2008年
9 王潜;烟煤锅炉掺烧褐煤的数值模拟和试验研究[D];东北电力大学;2011年
10 冯丹华;非标柴油/二甲醚混合燃料在增压柴油机上的应用研究[D];太原理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李国伟,蒋德明;内燃机多维燃烧模型的研究与发展[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1995年04期
2 夏迎春,陈慧岩;动力传动系统的整体控制技术[J];车辆与动力技术;2002年02期
3 徐菲,陈慧岩,翟涌;车辆动力传动一体化中的1553B总线接口板设计[J];北京汽车;2005年02期
4 张景波;马岳峰;刘昭度;齐志权;;New Adaptive Approach for Road Condition Identification in ASR Control System[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2006年01期
5 杨明宽;天然气燃烧方式及燃烧器的应用问题[J];玻璃与搪瓷;2001年04期
6 李会平;薛佳杰;;空气助燃与全氧燃烧玻璃熔窑热工特性的对比分析[J];玻璃与搪瓷;2009年06期
7 袁永先;喷油器结构对柴油机性能影响的研究[J];车用发动机;2004年01期
8 石秀勇;李国祥;;基于拟序火焰模型的柴油机燃烧过程数值模拟[J];车用发动机;2007年04期
9 张海艳,徐蔡舟;喷油器参数对柴油机排放的影响[J];柴油机设计与制造;2004年01期
10 徐波,张宗杰;三维流场数值模拟在柴油机喷油嘴中的应用[J];柴油机设计与制造;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 董尧清;朱朋;顾萌君;纪丽伟;;共轨喷射系统喷孔参数对柴油机性能影响的模拟预估[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 柳荫成;可持续发展背景下中国石油资源战略研究[D];南京师范大学;2007年
3 张永生;合成气稀释旋流扩散火焰燃烧特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭建波;高压共轨柴油机电控燃油喷射系统及开发环境的研究[D];浙江大学;2002年
2 徐世泊;微型燃机低污染燃烧室的流动分析与优化设计[D];大连理工大学;2004年
3 于建锋;柴油机高压共轨系统电控单元开发[D];浙江大学;2005年
4 张顺利;燃气轮机燃烧室燃烧流场的数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 任勇刚;商用车发动机与动力传动系参数匹配的模糊优化研究[D];吉林农业大学;2005年
6 徐翔;柴油机PM和NO_x综合控制技术研究[D];武汉理工大学;2006年
7 赵慧超;CA4DC欧Ⅲ柴油机开发关键技术[D];吉林大学;2006年
8 李金英;燃料裂解气燃烧技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 赵光军;R0110重型燃气轮机燃烧室掺混特性的数值研究[D];清华大学;2008年
10 胡长松;基于网络法的燃气轮机燃烧过程计算与分析[D];清华大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邢双喜;微小型燃气轮机径向旋流预混燃烧特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王志明;燃气轮机燃烧室过渡段数值模拟及结构优化[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周力行,S.Nieh,G.Yang;旋风两相流动和燃烧数值模拟理论及流场预报[J];工程热物理学报;1989年04期
2 蔡文祥,胡好生,赵坚行;环形燃烧室火焰筒及旋流器流场计算[J];工程热物理学报;2005年S1期
3 赵坚行,易勇;紊流燃烧模型数值与实验研究[J];工程热物理学报;1994年01期
4 周力行;湍流燃烧的新二阶矩模型[J];工程热物理学报;1996年03期
5 孟岚,刘立波,连洪军,刘顺隆;模型燃气轮机燃烧室三维反应流数值模拟[J];哈尔滨工程大学学报;2003年01期
6 陈义良;湍流燃烧中的概率密度函数方法[J];力学进展;1990年04期
7 邹春,郑楚光,周力行;条件矩模型模拟湍流扩散燃烧[J];力学学报;2002年06期
8 雷雨冰,谭辉平,赵坚行;数值模拟环形燃烧室两相反应流场[J];燃烧科学与技术;2000年03期
9 严传俊;三维贴体坐标系下燃烧室中两相反应流的数值模拟[J];燃烧科学与技术;1995年01期
10 王春,司徒明,马继华,杨茂林;高温富油燃气超声速燃烧数值模拟[J];推进技术;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王明鉴;杜新;何洪庆;谢丽宽;;燃烧室结构对固液火箭发动机燃烧与流动的影响研究[J];固体火箭技术;2005年04期
2 黄伟;吴丁毅;刘振侠;;环管燃烧室热态流场的数值计算及性能分析[J];航空计算技术;2011年02期
3 汪箭;范维澄;;燃料床燃烧过程的数值分析[J];自然科学进展;1991年05期
4 刘福华;;二甲醚发动机燃烧模型的建立[J];内燃机;2007年03期
5 赵坚行;数值分析紊流燃烧模型[J];航空动力学报;1993年01期
6 黄宜谅,王志明,胡玉平;预测直喷式柴油机燃烧率经验公式的研究[J];内燃机学报;1997年02期
7 胡正权;汤东;罗福强;陈上伟;;压燃式双燃料柴油机燃烧模型的研究[J];拖拉机与农用运输车;2006年01期
8 史春涛;秦德;唐琦;田晓松;;内燃机燃烧模型的发展现状[J];农业机械学报;2007年04期
9 马凡华,蒋德明;火花点火发动机准维湍流卷吸燃烧模型的适用性研究(二)[J];内燃机学报;1994年01期
10 臧成,蒋炎坤,马元镐,陈国华;分形在汽油机燃烧模拟中的应用[J];车用发动机;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何平;胡丹梅;周鸿强;;汽轮机低压排汽缸优化设计研究[A];2009年中国动力工程学会透平专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
2 赵志强;章焕能;韩凤琴;久保田乔;;高落差5叶片贯流式水轮机内部流动数值解析[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
3 任玉新;雷国东;;飞行器稳定性参数的理论与计算方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 陈晓辉;赖颖昕;张世昌;;同轴布拉格反射器数值模拟的比较研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
5 邹广德;沈玉凤;张子达;;采用最小二乘的域外间接边界积分方程法[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
6 陈里铭;闫卫平;刘军民;;低电压驱动毛细管电泳芯片电势分布的数值计算[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
7 赵静野;康忠良;陈煜;卫校飞;;送风分散射流特性的研究[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集[C];2006年
8 张林华;董瑞;曲云霞;刘文波;;沙漠边缘地区日光温室墙体蓄热性能研究[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
9 朱维申;王可钧;刘艳青;马荣田;卢汝绥;;地下工程的监测与数值计算[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(上册)[C];1999年
10 赵洪;王世全;;非线性聚焦声场的数值计算及试验验证[A];2009’中国西部地区声学学术交流会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山东省寿光市王高一中 刘广福;“Excel数值计算”的教学设计[N];中国电脑教育报;2005年
2 赵观仁;OA之道统计数据妙招放送[N];电脑报;2005年
3 曙光信息产业有限公司研发中心 温鑫;并行计算任重道远[N];中国计算机报;2007年
4 特约撰稿 李世杰;网上代购要实惠也要防风险[N];通信信息报;2007年
5 德州二中 王国燕;死读书不如会读书[N];德州日报;2008年
6 李欣;豆油上涨 玉米多头弥补七成损失[N];经济观察报;2006年
7 奚自立;从超级计算到高性能计算[N];网络世界;2006年
8 温传伟;化学计算电子表[N];中国电脑教育报;2003年
9 李葳;计算机三级考试经验谈[N];中国电脑教育报;2002年
10 记者 施科通讯员 顾晓平;口岸船闸大修改造工程全面启动[N];中国水运报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王春发;汽油机多循环数三维工作过程数值模拟研究[D];华中科技大学;2011年
2 赵骆伟;基于化学反应动力学的天然气—柴油电控双燃料发动机燃烧模型的研究[D];浙江大学;2002年
3 王春;地铁车站通风与火灾三维数值模拟研究[D];西南交通大学;2005年
4 杨元建;粘弹性流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中的非定常流[D];大庆石油学院;2005年
5 杨涛;工程高边坡病害空间预测理论及其应用[D];西南交通大学;2006年
6 蒋贤锋;跳跃扩散过程下的实物期权及在电力投资中的应用[D];东北财经大学;2007年
7 范晓樯;高超声速进气道的设计、计算与实验研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 吴静萍;有航速三维浮体非线性波浪力数值计算研究[D];武汉理工大学;2004年
9 刘东升;幂律流体在内管做行星运动的环空中流动的稳定性参数H’[D];大庆石油学院;2006年
10 周倩;非线性晶格中的离散呼吸子研究[D];北京师范大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴超;湍流燃烧模型在燃烧室数值计算中的应用研究[D];沈阳航空工业学院;2009年
2 乔和;直线振荡电机磁场有限元分析及数值计算[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 张丽;钢筋混凝土防爆墙设置安全基础研究[D];南京工业大学;2005年
4 李作志;基于兴波阻力数值计算的船型优化研究[D];大连理工大学;2006年
5 郭广峰;基于哈密顿体系辛算法喇叭天线口径场的研究[D];大连理工大学;2006年
6 于静;新型相变材料蓄放热特性的数值计算与实验研究[D];天津商业大学;2008年
7 王化明;基于NURBS高阶面元法的有航速船舶辐射问题数值计算研究[D];武汉理工大学;2005年
8 张辉;皱褶夹芯板基本热力学性能研究[D];南京航空航天大学;2005年
9 吕锦锋;高速侵彻体与水下爆炸波对舰舷结构的联合作用研究[D];南京理工大学;2005年
10 刘长振;大型锅炉屏区辐射传热分区模型的建立及应用研究[D];山东大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026