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《沈阳航空工业学院》 2010年
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某型航空发动机喷嘴内部流场数值计算研究

年帅奇  
【摘要】: 本文采用数值模拟的方法,对航空发动机燃油喷嘴主油路内部流动和喷口外油膜破碎现象进行研究。旨在分析不同数值计算模型的适用性,并结合试验数据进行验证,为离心式燃油喷嘴的设计和试验提供可靠的数值计算模型。 本文综述了燃油喷嘴的作用以及离心式喷嘴数值模拟的研究现状;阐述了燃油喷嘴类型和燃油雾化机理;比较了多相流模型理论及其工程中的应用,分析了realizablek ?ε模型、雷诺应力模型(RSM)大涡模拟(LES)三种湍流模型,确定了喷嘴模拟的数值计算方法;以燃油喷嘴主油路为研究对象,采用VOF方法对主油路内部和喷口外油膜的破碎过程分别进行数值模拟,得到了压力、速度、喷雾锥角和油膜破碎长度等雾化参数。 喷嘴内部流场的模拟采用realizablek -ε模型和雷诺应力模型两种湍流模型,将模拟得到的雾化参数和实验数据对比,结果表明雷诺应力湍流模型的计算结果与实验测量值符合较好。喷口外油膜破碎现象的模拟采用大涡模拟模型引入燃油和空气的湍流扰动作用,捕获了清晰的气液相界面、油膜的不稳定波动和初级破碎现象。油膜破碎形态随不同供油流量而改变。依据速度和湍流动能分布情况,结合KH不稳定波动理论和周向扰动等因素分析了油膜破碎机理。模拟得的油膜破碎长度和油膜破碎经验公式的结果基本一致。
【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】:2010
【分类号】:V235.1

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【引证文献】
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1 刘丽娜;离心式喷嘴流场特性的实验和模拟研究[D];大连理工大学;2011年
【参考文献】
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1 岳明,徐行,杨茂林;离心式喷嘴内气液两相流动的数值模拟[J];工程热物理学报;2003年05期
2 孔德英;雷勇;任庆丰;;发动机燃烧室离心式喷嘴喷雾角的数值仿真[J];计算机仿真;2007年10期
3 徐刚;吴伟亮;;旋流式喷嘴内流场的数值模拟[J];能源技术;2008年03期
4 史绍熙,杜青,秦建荣,郗大光;液体燃料射流破碎机理研究中的时间模式与空间模式[J];内燃机学报;1999年03期
5 周磊;解茂昭;贾明;;燃油喷雾过程的大涡模拟研究[J];内燃机学报;2009年03期
6 周立新,张会强,雷凡培,黄崇锡,陈建华;离心式喷嘴内流场特性的数值模拟[J];推进技术;2002年06期
7 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波;一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J];推进技术;2003年01期
8 王振国,吴晋湘,鄢小清,庄逢辰;气液同轴离心式喷嘴喷雾流场数值模拟[J];推进技术;1996年03期
【共引文献】
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6 吕建伟;王强;;飞行器表面三维流场与固壁温度场的耦合分析[J];北京航空航天大学学报;2009年08期
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8 范文宏;凌宗余;富庆飞;杨杰;;小几何特性小孔径细水雾离心喷嘴的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2011年05期
9 刘向军,杜冰雁,潘小兵;步进式加热炉内流动与传热过程的数值模拟[J];北京科技大学学报;2005年03期
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6 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
7 窦从从;毛羽;王娟;王江云;;反射板几何结构对圆筒炉辐射室热效率的影响[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
8 姚成军;徐明厚;;阳极焙烧炉热平衡分析与数值模拟[A];2008年全国炼钢——连铸生产技术会议文集[C];2008年
9 宋立丽;张少峰;刘燕;兰艳涛;;喷动床中雾化喷嘴的数值仿真[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
10 徐方程;刘占生;;鼠笼弹性支承静刚度试验研究[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
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8 张国瑞;省煤器灰斗结构对电站煤粉锅炉烟气的预除尘性能研究[D];北京交通大学;2011年
9 牟汉宗;小型田间作业机械的设计[D];山东农业大学;2011年
10 于征磊;燃气轮机燃烧室过渡段流场数值模拟[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
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1 马飞;张文明;;水射流扩孔喷嘴内部流场的数值模拟[J];北京科技大学学报;2006年06期
2 岳明,徐行,杨茂林;离心式喷嘴内气液两相流动的数值模拟[J];工程热物理学报;2003年05期
3 陈晓东;刘宇;杨威迦;;背压对液体离心喷嘴内液膜厚度的影响[J];航空动力学报;2010年01期
4 孔德英;雷勇;任庆丰;;发动机燃烧室离心式喷嘴喷雾角的数值仿真[J];计算机仿真;2007年10期
5 邱庆刚;刘丽娜;;喷嘴结构对流场性能影响的研究[J];石油化工高等学校学报;2011年01期
6 周立新,张会强,雷凡培,黄崇锡,陈建华;离心式喷嘴内流场特性的数值模拟[J];推进技术;2002年06期
7 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波;一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J];推进技术;2003年01期
8 王振国,吴晋湘,鄢小清,庄逢辰;气液同轴离心式喷嘴喷雾流场数值模拟[J];推进技术;1996年03期
9 刘广彬;李连生;阮并璐;赵远扬;束鹏程;;水平管降膜蒸发器的研究进展[J];制冷与空调;2008年03期
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【二级引证文献】
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1 尹晓奇;离心式喷嘴空心锥喷淋特性数值研究[D];大连理工大学;2012年
【二级参考文献】
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1 岳明,徐行,杨茂林;离心式喷嘴内气液两相流动的数值模拟[J];工程热物理学报;2003年05期
2 史绍熙,郗大光,秦建荣,舒国才,刘宁;液体射流结构特征的理论分析[J];燃烧科学与技术;1996年04期
3 张蒙正,张泽平,李鳌,王玫;两股互击式喷嘴雾化性能实验研究[J];推进技术;2000年01期
4 王国辉,蔡体敏,何国强,胡春波;一种旋流式喷嘴的实验和数值研究[J];推进技术;2003年01期
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3 郭秀军;重介质旋流器的结构参数对分选效果及能耗影响的研究[D];煤炭科学研究总院;2005年
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7 杨成坤;LNG船舶瞬时泄漏扩散研究[D];大连海事大学;2006年
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