涡轮级间燃烧室供油系统内的气液相互作用机理研究

蒸发管供油方式结合凹腔稳焰可以满足涡轮级间燃烧的工况特点，获得良好燃烧性能增加发动机的功率以获得更广泛的应用。以往对这一问题的研究主要集中在试验测量上，本申请项目拟开展相应的数值研究并辅以少量试验内容：1）采用基于MPS方法的气液两相流动大密度比模拟，同时准确描述液滴表面张力的数值模拟算法，应用于燃油雾化的模拟研究；2）开发基于MPS方法的气液两相流动相变的全拉格朗日计算方法，计算中无需任何实验关联式，直接对流动和相变进行模拟；3）实施雾化试验，利用高速摄影系统得到蒸发管内液相变化过程，研究蒸发管结构尺寸、进气温度速度以及气液比等因素对液滴变形-破碎-汽化过程的影响和规律；4）由MPS方法计算得到的蒸发管内气液相互作用的过程，以及蒸发管出口的液滴粒径分布，并据此对蒸发管结构进行优化。计算不同燃烧室工况下TVC/ITB燃烧室空间内的燃油浓度分布，预期获得均匀的燃烧室出口温度场。

蒸发管供油方式结合凹腔稳焰可以满足涡轮级间燃烧的工况特点，获得良好燃烧性能增加发动机的功率以获得更广泛的应用。本申请项目从以下四个方面开展相应的研究，以数值为主并辅以少量试验内容：1）采用基于MPS方法的气液两相流动大密度比模拟，同时准确描述液滴表面张力的数值模拟算法，应用于燃油雾化的模拟研究；2）开发基于MPS方法的气液两相流动相变的全拉格朗日计算方法，计算中无需任何实验关联式，直接对流动和相变进行模拟；3）实施雾化试验，研究蒸发管结构尺寸、进气温度速度以及气液比等因素对液滴变形-破碎-汽化过程的影响和规律；4）由MPS方法计算得到的蒸发管内气液相互作用的过程，并据此对级间燃烧室的结构进行优化设计，从油气匹配方面初步实现级间燃烧。