基于格子Boltzmann方法的航空发动机燃烧室内部流动机理特性研究

基本信息
批准号:91441104
项目类别:重大研究计划
资助金额:80.00
负责人:钱跃竑
学科分类:
依托单位:上海大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:魏义坤,夏玉显,王政道,阎亭亭,杨佳庆,胡光初,余运超,蒋鸣,郭涛
关键词:
稳定性分析计算效率NavierStokes方程压力脉动气动力
结项摘要

The basic theoretical research of combustion chamber of aerial engine has been very important and hot problem. The goal of this project is to establish a new Lattice Boltzmann Model for a specific aerial engine. With the new model, the problems of fuel atomization and thermal fluid flow in combustion chamber are researched. LBM is a new mesoscopic numerical method between molecular dynamics based on micro scale and continuous medium hypothesis based on macro scale.it is born with lots of advantages in solving some complicated fluid flow problems, such as, clear physical pictures, easily boundary processing, and the natural parallelism. In this study, lattice Boltzmann models will be used and the corresponding parallel programs will be written to deal with the fuel spray problem. Another 3-D model, Dual distribution thermal lattice Boltzmann model, is used to solve the fluid mechanism of gas-liqud multy-phase fluid flow in combustion chamber, as well as the thermoacoustic oscillation instability.the main facts, such as the geometry structure of combustion chamber and the velocity of multiphace fluid flow, affecting the stability of flame in combustion chamber will be analyzed.

航空发动机燃烧室基础理论研究依然是航空发动机燃烧室研究的重点、热点。本项目旨在建立针对某航空发动机的热格子Boltzmann模型,研究燃油雾化问题和燃烧室热流场的流动行为。LBM方法是一种介于微观分子动力学与宏观连续介质假设之间的一种介观尺度方法。具有物理图像清晰、边界处理容易和本质的并行性,在处理复杂的流动问题上表现出强大的优势。本研究中,采用格子Boltzmann模型,编写高效并行LBM程序,研究液油的第一次雾化及油滴的破碎过程,探究油滴雾化机理。采用双分布热格子Boltzmann模型,研究航空发动机燃烧室内气-雾多相流的流动机理,对热声振荡不稳定特性规律进行研究,分析燃烧室几何结构、多相流速度等因素对燃烧稳定性的影响。

项目摘要

格子玻尔兹曼方法是近年来提出来的新方法,特别适用于大规模并行计算和复杂流动的问题。燃烧室流动的模拟是航空发动机燃烧室研究的重点。我们 建立了热格子Boltzmann模型,研究两相流动问题。格子玻尔兹曼方法是一种介观方法,介于微观分子动力学与宏观连续动力学之间。具有许多独特的优点, 如物理图像清晰、边界处理容易和本质的并行性,在处理复杂的流动问题上表现出 强大的优势。本项目中,我们采用格子Boltzmann模型,编写高效并行LBM程序,液油的雾化及油滴的破碎过程,探究油滴雾化机理。采用双分布热格子Boltzmann模型,研究了多相流速度等因素对流动稳定性的影响。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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