考虑辐射换热的波瓣混合与排气流场源程序开发与计算

admin · 发表于 2023-10-15 11:00:06

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雅宝题库解析：
波瓣混合结构可以明显提高内外涵道气流的混合效率，主要有两个原因：一是在出口面积相当时，与普通结构相比波瓣混合器的特殊结构增大了两股气流的接触面积，使得内外涵道气流之间的粘性剪切混合作用增强；二是由流向涡、正交涡等引起的对流混合作用增强。波瓣混合结构具有良好混合性能的根本原因是混合中形成的大尺度流向涡。波瓣混合结构内部气流的流动与混合物理过程是非常复杂的，国外尝试采用数值分析的方法来模拟求解已经有近二十年的历史，相关研究在近年来取得了重要进展，国内的相关研究也正在深入。本课题围绕对波瓣混合与排气流场的数值研究展开。课题不使用商业软件计算，而是开发源程序Lobe 2010以实现对涡扇发动机波瓣混合与排气流场气动热力特性的模拟计算，研究波瓣混合器结构参数对性能的影响，为下一步的研究提供依据。内外涵波瓣混合与排气流场数值模拟源程序是在洛斯阿拉莫斯实验室开发的计算流体力学和燃烧学程序KIVA的部分源代码的基础上开发改进的。对源程序计算结果的可信性分两步进行验证，首先使用源程序对一个有实验结果的算例进行计算，对比分析两种结果；然后计算两个与课题研究的混合与排气系统实际结构接近的算例，与相同模型和计算条件下Fluent的计算结果进行对比，进一步确认源程序对复杂混合结构计算的可行性和可信性。结果表明，源程序计算结果与实验结果和Fluent软件计算结果都具有很高的一致性，从而确认了源程序计算方法所具有的可行性和可信性。本课题使用源程序对波瓣混合结构尾缘截面上中心锥高度不同的一组模型在实际工况下进行模拟计算，对流场中速度分布和流向涡的发展趋势进行详细的分析；对衡量波瓣混合与排气流场性能的两个主要指标——热混合效率和总压恢复系数进行了详细研究。然后对源程序软件包的功能进行改进和加强，在合理简化的基础上添加考虑辐射换热作用的计算功能，并对是否考虑辐射换热效应的计算结果进行对比分析，得出相应的结论。最后对源程序开发的工作进行了总结，对下一步工作提出了展望。

考虑辐射换热的波瓣混合与排气流场源程序开发与计算

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