航空发动机吞水试验台喷雾系统数值模拟

米晓童，邢玉明

（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）

航空发动机吞水试验台喷雾系统数值模拟

米晓童，邢玉明

（北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191）

航空发动机吞水试验中的雨雾环境依靠喷雾系统来实现，喷雾系统能否精确模拟真实大气雨水环境直接关系着试验的可靠性。采用欧拉-拉格朗日粒子追踪方法，对吞水试验台喷雾系统雾化效果的影响因素进行研究。空气相的变化通过求解时均N-S方程得到，离散液滴的变化通过Fluent中的离散相模型进行模拟，液滴的破碎模拟采用Wave模型，碰撞模拟采用O'Rourke模型，传热传质模型采用等温液滴蒸发模型。结果表明：发动机运行状态、喷嘴孔径和喷水量对雾化效果均有影响，但发动机慢车和最大状态时，三者对雾化效果的影响各有不同。

航空发动机；吞水试验；喷雾系统；雾化效果；数值模拟；欧拉-拉格朗日方法

1　引言

飞机在雨雾环境中飞行时，如果发动机吞入大量雨水，会造成机匣局部受冷收缩，致使机匣与叶片之间的间隙减小，从而产生摩擦损坏发动机。此外，也可能使发动机性能恶化，甚至引起压气机喘振、燃烧室熄火。特别是当发动机在慢车状态下工作时，空气流量较小，雨水占空气质量流量的百分比较大，更易引起发动机熄火，引发飞行事故［1］。因此，吞水试验是航空发动机研制必须进行的工作。

航空发动机吞水试验研究的关键，在于通过喷雾系统精确模拟真实大气雨水环境。……