燃烧室化学反应器网络模型优化与性能分析

赵 璐，刘 勇，张 祥，李亚清



燃烧室化学反应器网络模型优化与性能分析

赵 璐1, 2，刘 勇1, 2，张 祥1, 2，李亚清1, 2

(1. 南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016； 2. 南京航空航天大学航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室，南京 210016)

为了快速准确地预测不同工况下燃烧室流场信息，构建了含有几何特征的化学反应器网络对燃烧室进行高精度预测模拟．根据CFD数值模拟结果对燃烧室进行分区，建立特征网络，每个区域由不同的反应器进行模拟．采用这种方法对滞止点回流(SPRF)燃烧室进行网络拓扑构建，着重利用试验数据对反应器网络的特征尺寸进行优化．对构建的燃烧反应器网络结构优化后进行CRN模拟计算，其结果与试验数据相差不大．最后考虑了回流作用对拓扑结构的影响．研究结果表明，优化的CRN是合理的，在当量比范围为0.8～1.0时其反应器网络拓扑结构具有较强的适用性．相较于没有回流的拓扑结构，考虑了回流作用的拓扑结构能够更准确地预测燃烧室的流场信息．随着当量比增大，NO的排放量随之增大；随着进口温度的增大，NO排放也随之增大．此外这种方法相较于CFD极大地缩短了计算时间．

化学反应器；拓扑结构；回流；优化；SPRF燃烧室

传统的发动机燃烧室设计主要有经验公式和试验研究，但这两种方法都有各自的不足之处．经验公式的准确性略低，使用范围有限，即不能对特定的燃烧室进行研究．而试验研究能准确地获得燃烧室……