旋流燃烧室温度场低阶预估模型

摘要

温度场空间分布是燃气轮机燃烧室设计中需要考虑的重要参数，通常由三维数值模拟和高精度实验测量手段获得，然而对于几何形状复杂的燃烧器，实验和模拟耗时长、成本高，导致燃烧器迭代设计过程效率低．本文研究了基于高斯羽流模型的混合分数空间分布低阶模型，基于V型火焰面几何结构假设和湍流火焰厚度函数发展化学反应进度变量空间分布模型．在此基础上基于温度、混合分数、化学反应进度变量的强关联函数，构建温度场预估模型．基于DLR燃烧室高精度实验数据和三维数值模拟数据开展验证，结果表明，模型可以较为准确地预测混合分数场和温度场的空间分布．将该预估模型应用于实际旋流杯燃烧室，同样具备良好的预估效果．上述对比结果表明，该预估模型在燃气轮机燃烧室设计和方案评估中具有一定的应用前景．

关键词

混合分数 / 反应进度变量 / 温度场 / 预估模型

基金资助

国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0014-0057); 航空发动机气动热力国家级重点实验室基金项目(2023-JCJQ-LB-063-0305);航空发动机气动热力国家级重点实验室稳定支持项目(12700002024146001)