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驻涡燃烧室驻涡区三维冷态流动特性数值研究
3-D Numerical Simulation of Cold Flow Characteristics of Cavity in Trapped Vortex Combustor
投稿时间:2012-10-10  修订日期:2014-03-11
DOI:
中文关键词:  关 键 词:燃烧  驻涡燃烧室  驻涡区  冷态流场  数值研究
英文关键词:combustion  trapped-vortex combustor  cavity zone  cold flow  numerical simulation
基金项目:
作者单位邮编
金义 南京航空航天大学 能源与动力学院 210016
何小民 南京航空航天大学 能源与动力学院 210016
彭春梅 南京航空航天大学 能源与动力学院 
方杰 南京航空航天大学 能源与动力学院 
吴泽俊 南京航空航天大学 能源与动力学院 
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中文摘要:
      驻涡燃烧室驻涡区内的流动是影响驻涡燃烧室性能的一个关键因素。首先将数值模拟结果与试验测量结果对比,确定了最佳的湍流模型,并在此基础上通过数值方法深入研究了驻涡燃烧室驻涡区冷态流动特性。结果发现:通过在驻涡区前壁进气缝中设置一定的矩形挡片可以在驻涡区一定范围内诱发以反向旋转的涡对形式存在的流向涡。对比研究了挡片阻塞比BR(挡片面积与前壁开缝面积之比)分别为0,0.2,0.4时驻涡区内的流动结构,分析了流向涡产生的原因。定量结果表明:(1)BR=0.2,0.4时,流向涡涡量大小比BR=0时提高了将近100% ,BR=0.2对应的流向涡涡量比BR=0.4对应的流向涡涡量略大;(2)BR=0.2,0.4,在流向涡混合层内,流向涡涡量沿轴向呈先增大后减小的趋势;(3)BR=0.2,0.4时燃烧室总压损失约比BR=0时大1%。
英文摘要:
      The flow structure in cavities is a key issue for trapped vortex combustors. Numerical method is verified by experimental results. According to the numerical simulation in this paper, series of streamwise vortexes which exist in the form of counter-rotating vortex pairs would be induced by the addition of specific rectangular stacks in the jet slots in the front body of cavities. Three cases in which the stack blockage ratio BR (tab area to jet slot area ratio) are 0,0.2,0.4 respectively are investigated. The results show that: (1) the streamwise vorticities in case BR=0.2,0.4 are significantly increased by nearly 100% compared with that in the case BR=0, and the streamwise vortex in the case BR=0.2 are slightly stronger than the streamwise vortexes in the case BR=0.4; (2) in the streamwise vortex mixing layer, the mean streamwise vorticity increases first and then decreases along the axis direction; (3) the total pressure loss of the combustor in the case BR=0.2,0.4 is about 1% bigger than that in the case BR=0.
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