典型结构一体化加力燃烧室性能数值仿真研究

为了简化发动机加力燃烧室的结构和减少零件数量以达到减轻发动机重量的目的;减少气流在加力燃烧室中在非加力状态下的流体损失,提高发动机的燃烧效率和工作稳定性,在额定工况下对A、B、C、D四种特定的一体化加力燃烧室的结构设计的气动性能进行了数值仿真研究,以寻求找到一个合理的一体化结构参数。计算结果表明,该新型一体化加力燃烧室均有稳定的流场结构,并在支板下方的凹腔区形成低速回流区,可以用来组织火焰和稳定燃烧,在四种方案中,B方案的总压恢复能力较强,流体损失小,流场特性最佳,燃烧性能最好。

不同结构一体化加力燃烧室冷态流场与性能仿真

为研究不同结构一体化加力燃烧室冷态流场与性能,对整体物理模型进行数值仿真,分析了不同工况下燃烧室内部流场速度流线图、流阻系数与总压恢复系数。结果表明:加力燃烧室的总压恢复系数与流阻系数随入口马赫数增大而降低;当量扩张角越大,加力燃烧室性能越佳;带扭度截尾支板较无扭度截尾支板有更优良的整流效果:在Ma=0.28时,最大当量扩张角带扭度截尾支板设计方案流阻系数Φ=0.163;在Ma=0.13时,最大当量扩张角带扭度截尾支板设计方案总压恢复系数δ=0.9976;在采用带扭度截尾支板设计时,一体化加力燃烧室回流区结构完整,回流区面积与涡心位置对进口马赫数不敏感,能够有效保障加力燃烧室在不同实际飞行状态下稳定工作。