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多场耦合下燃烧室火焰筒瞬态热分析

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伴随着启动、停车或热瞬态变化过程中交替的加热和冷却,发动机火焰筒将会由于较大的温度梯度而产生热应力,经过多次地加热和冷却(热冲击),将导致热疲劳破坏现象.发动机热试中火焰筒内壁温度和应变等重要参数的测量是非常困难的,使得目前采用准确可靠的多场耦合仿真分析成为定量热疲劳风险评估的关键.文中基于ANSYS/FLUENT程序平台,采用考虑燃烧模型的气热弹耦合仿真方法,对某型发动机燃烧室的整个流动燃烧场及火焰筒温度场、热应力场进行非稳态耦合数值模拟,得到了火焰筒壁温及热应力的瞬态热响应.计算中,应用湍流N-S方程及颗粒轨道模型描述发动机内部喷雾两相燃烧流动过程,分别采用气热耦合方法和热弹耦合方法求解火焰筒温度场和热应力.数值模拟结果表明,将流场和固壁进行瞬态耦合求解,能更精确地反映流场、温度场的整个形态变化,可以模拟出较为合理的温度场和应力场瞬态分布.所做工作为火焰筒热载荷谱的编制以及热结构疲劳分析奠定了基础.

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来源
《航空宇航科学与技术2013年全国博士生学术论坛》|2013年|29-34|共6页
会议地点长沙
作者
Ren Jiawan; 任加万; Tan Yonghua; 谭永华; Wu Baoyuan; 吴宝元;
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作者单位

国务院学位委员会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类发动机附件;
关键词
航天发动机; 火焰筒; 瞬态热响应; 数值模拟;

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