基于openfoam的燃气轮机燃烧室的大涡数值模拟

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1、犬達裡－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士室位花文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于ＯｐｅｎＦＯＡＭ的燃气轮机燃烧室的大满数值模拟狨及工程学科专业流体机＿作者姓名＿ｉｉ＆杰—ｉ金宣鹏授指导教师——教２０１４年６月答辩日期硕士学位论文基于ＯｐｅｎＦＯＡＭ的燃气轮机燃烧室的大满数值模拟ＬａｒｅｅｄｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｓｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒｕｓｉｎｙＧｔｇｇＯｅｎＦＯＡＭｐ作者姓

2、名：曾佑杰学科、专业：流体机械及工程２１２１００３６：学号：徐宅鹏教授指导教师完成日期：２０１５年５月大遠理工大含ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做

3、了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目－ｍ１“队愧偷：４ｊｆｍ像、０當化免、日期作者签名：：年（月／日大连理工大学硕士学位论文摘要随着近来数值方法、瑞流燃烧模型的发展以及计算机计算能力的不断提高，使得一大祸模拟（ＬＥＳ）广泛应用于燃气轮机燃烧室数值计算中，本文提出了种用于真实ＬＰＰ燃烧室的ＬＥＳ数学模型。其中用单方程ＳＧＳ模型来模拟被空间滤波掉的亚网格尺度祸对大尺度祸的影响；两相流模型中采用拉格朗日法和蒙特卡洛技术对流场喷雾粒子进行釆样跟踪，

4、采用基于ＳＧＳ瑞流动能的双向親合模型来模拟喷雾粒子运动和ＳＧＳ瑞流速－度相互的影响亚网格燃烧模型中采用润耗散燃烧模型（ＥＤＭＬＥＳ）进行温度场预测，；同时加入厚化火焰燃烧模型来预测自燃、熄火、回火以及排放。本文所使用计算程序是基于开源计算软件ＯｐｅｎＦＯＡＭ所开发的程序，为验证本文提出的数学模型的准确性和求解器构建的正确性。对经典的Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ同轴模型燃烧室内喷雾、蒸发及混合过程做了大祸模拟计算分析，将所得结果与实验值进行了比较，预测值和实验值吻合良好，验证了本文提出的两相流模型的可靠性。同时用所编译

5、的求解器对真实燃烧室进行冷态瑞流模拟和燃烧计算分析，燃烧室为环形燃烧室的部分结构。大。冷态瑞流场结果显示，回流区形成良好，有利于组织燃烧祸模拟有效地扑捉了燃烧室内的瑞流脉动。热态温度及速度场显示燃烧过程进行良好，主燃孔起到了很好地补燃作用，使燃烧过程主要在火焰筒头部进行，掺混孔的冷却作用明显，燃烧室出口温度降低到正常范围口温、实验．所得的燃烧室出度分布与前人数据结果吻合良好。证明了本文提供的ＬＥＳ模型的准确性和可靠性。关键词：燃烧室；燃气轮机；大祸模拟；ＯｐｅｎＦＯＡＭ－－Ｉ基于ＯｅｉｉＦＯＡＭ的燃气轮机

6、燃烧室的大祸数值模拟ｐＬａｒｇｅｅｄｄｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＧａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒｓｕｓｉｎＯｅｎＦＯＡＭｇｐＡｂｓｔｒａｃｔＲｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｓｉｎｎｕｍｅｒｃａｓｃｓｕｒｂｕｌｅｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓａｎｄｔｈｅｒｅｕｌａｒｐｉｌｈｅｍｅｔｔ，ｇｎｃｒｅａｔｔｉｓｅｏｆｃｏｍｕｔｉｎｇａｌｌｏｗＬａｒｇｅＥｄｄｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｏｂｅｅｘｅｎｓｉｖｅｌｕｓｅｄｉｎｐ（ＬＥ）ｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍ

7、ｕｌａｔｉｏｎｏｆａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．ＩｎｔｈｉｓａｅｒＬＥＳｎｕｍｅｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｇｐｐ，ｒｅａｓｗｈｔ－ｔｔｌＬＰＰｂｕｒｎｅｒｉｓｒｏｏｓｅｄｉｃｈａｄｏｓａｏｎｅｅｕａｔｉｏｎｓｕｂｄｓｃａｌｅｕｒｂｕｌｅｎｍｏｄｅｌｔｏ，ｇｒｉｐｐｐｑｈａｎｄｅｔｈｅｅｃｔｏｆｖｅｄｅｌｆｆｅｔｈｅｆｉｌｔｅｒｅｄｓｕｂｇｒｉｄｓｃａｌｅｅｄｄｉｅｓｏｎｔｈｅｓｏｌｌａｒｇｓｃａｌｅｅｄｄｉｅｓ．Ｉｎ－ｔｗｏｐｈａ

8、ｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｒａｄｒｏｌｅｔｓａｒｅｔｒａｃｋｅｄｕｓｉｎｂｏｔｈＬａｒａｎｉａｎｍｅｔｈｏｄａｎｄＭｅｎｔｏ，ｐｙｐｇｇｇＣａｒ－ｍｏｄｌｏｔｅｃｈｎｉｕｅ．Ｔｈｅ