模型固体火箭发动机内涡脱落过程的大涡模拟

为研究后向台阶结构引起的涡脱落对固体火箭发动机内流动稳定性的影响,采用大涡模拟技术,对模型发动机内的流动进行了数值模拟,获取了发动机燃烧室内压强随时间的变化曲线及其振荡频率,并和已有的计算结果及实验结果进行了对比分析。结果表明采用LES方法的计算结果明显优于采用k-ε湍流模型的计算结果;不考虑燃烧时模型发动机内由涡脱落引起的压强振荡的振幅较小,但频率较高,且随来流速度的增加而增大;在后向台阶这种结构中,涡一般会在台阶的边沿形成,并在其下游周期性地脱落;在保证y+较小的情况下,网格大小对计算结果的影响不明显。

基于大涡模拟的动静叶栅内固液两相流动

为研究离心泵动静叶栅内固液两相非定常流动情况,了解流道内的流动细节,以导叶式离心泵为研究对象,采用ICEM软件对模型泵进行结构化六面体网格划分,基于Mixture混合模型和滑移网格(sliding mesh)技术,运用大涡模拟(large eddy simulation,LES)模型对其全流道进行三维非定常数值计算.对比分析了清水和固液两相2种介质时,动静叶栅内的拟序涡流结构及演化过程的不同,并分析了固液两相流介质时流道内几个不同位置处涡的演化.结果表明:泵在输送清水和固液两相介质时,附着涡的结构基本保持不变,而由于叶轮旋转所产生的涡,在叶轮旋转运动的过程中则会有卷曲、合并、撕裂的演化形式;流道内的涡量大小分布规律在清水和固液两相介质下是相同的,但是固体颗粒的加入会加快涡的耗散速度,并且涡产生的位置和合并形式都发生了变化;固液两相介质时,动静叶栅内的涡在不同位置的演化过程是不同的.

煤粉炉内扩散火焰关于大尺度涡的“砂轮”效应初探

以 1 1 0 MW、四角切向喷射的煤粉动力锅炉为对象 ,借助CFX4 .2软件 ,在α-2 50工作站对该型锅炉的燃烧过程开展了数据模拟研究 .研究发现 :在该型炉膛内存在某种由准强制涡和准自由涡所组成的涡结构 ,这些涡均属于大尺度涡 (非亚格子涡 ) ;在这些准强制涡和准自由涡即大尺度涡之间以及某些涡与固壁或涡与喷射气流之间因扩散燃烧及强剪切而导致局部火焰增强现象即所谓“砂轮”效应 .从 Zeldovich转换和广义Reynolds比拟及粘性耗散的角度 。

固体火箭发动机转角涡脱落分类

应用三维大涡模拟(LES)方法对C1x模拟试验器进行了数值模拟,以研究转角涡脱落引起的声涡耦合现象.结果表明:与二维和轴对称LES相比,三维LES方法可以准确捕获转角涡脱落运动的三维特性及锁频现象.根据转角涡脱落是否在腔内形成声反馈循环过程可将其分为两类问题,第1类形成声反馈循环涡;第2类形成自耗散涡.燃烧室的台阶扩张比、台阶前后长径比是影响两类转角涡脱落现象的重要结构参数.