部分预混旋流火焰不稳定燃烧的大涡模拟

针对燃气轮机燃烧室内甲烷/空气预混旋流火焰的燃烧不稳定问题进行了大涡模拟。采用两步化学反应机理和有限速率反应模型模拟湍流燃烧,选取WALE(壁面自适应局部)涡粘模型作为亚网格湍流模型。大涡模拟结果表明:燃烧室内的压力、速度、组份和热释放率均发生了明显的周期性波动,且波动的频率一致。燃烧室内燃烧的振荡主频率为517 Hz,压力波动相对幅值为2.9%。在不稳定燃烧过程中喷嘴发生周期性回火。外剪切层附近旋涡产生、脱落引起的非稳定热释放以及热释放对流场的反馈作用是引起不稳定燃烧的主要原因。