Влияние расчетной сетки на результаты численного расчета трехмерного нестационарного закрученного потока за лопаточным завихрителем

DOI: 10.34759/vst-2020-1-122-132

Авторы

Александров Ю. Б.^*, Нгуен Т. Д.^**, Мингазов Б. Г.^***, Сулаиман А. И.^****

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: Alexwischen@rambler.ru
**e-mail: nguyenthedat1609@gmail.com
***e-mail: BGMingazov@kai.ru
****e-mail: Armin.wrya@mail.ru

Аннотация

Приведены результаты экспериментального и расчетного исследования в нагретом закрученном потоке рас­пределения полей температур и смешения топлива с окружающим воздухом. Численными расчетами выявлено влияния типа и характерного размера сеточных элементов.

Ключевые слова:

камера сгорания ГТД, численное моделирование, закрутка потока, коэффициент смешения, размер сеточного элемента, тип расчётной сетки

Библиографический список

1. Мингазов Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет: Учебное пособие. – Изд. 2-е, испр. – Казань: Изд-во Казанского государственного технического университета, 2006. – 220 с.

2. Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассобмен в ограниченных вихревых потоках. – Новосибирск: Изд-во Ин-та теплофизики СО АН СССР, 1987. – 282 с.

3. Гупта А., Лилли Д, Сайред Н. Закрученные потоки / Пер. с англ. под ред. С.Ю. Крашенинникова. – М.: Мир, 1987. – 588 с.

4. Ахмелова Р.Б., Балагула Т.Б., Рашидов Ф.К., Сакаев А.Ю. Аэродинамика закрученной струи. – М.: Энергия, 1977. – 240 с.

5. Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехи. унта, 2012. – 88 с.

6. Нгуен Т.Д., Александров Ю.Б., Мингазов Б.Г., Сулаиман А.И. Исследование смешения потока за лопаточным завихрителем в свободном пространстве // Авиационные двигатели и силовые установки: Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции молодых учёных и специалистов (28-30 мая 2019). М.: ЦИАМ им. П.И. Баранова, 2019. С. 130-131.

7. Нгуен Т.Д., Александров Ю.Б., Мингазов Б.Г. Моделирование процессов смешения в закученном потоке // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов VII Всероссийской конфереции с международным участием (16-18 октября 2019, Рыбинск). Ярославль: Цифровая типография, 2019. С. 56.

8. Chaouat B. The State of the Art of Hybrid RANS/LES Modeling for the Simulation of Turbulent Flows // Flow, Turbulence and Combustion. 2017. Vol. 99. No. 2, pp. 279-327. DOI: 10.1007/s10494-017-9828-8

9. Chenoweth J.D., Kannepalli C, Arunajatesan S, Hosangadi A. Modeling Swirling Jet Flows Using a Hybrid RANS/LES Methodology // 44th AIAA/ ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit (Hartford, CT, 21-23 July 2008). DOI: 10.2514/6.2008-4746

10. Дектерев А.А. Математическое моделирование закрученных течений в приложении к промышленным задачам // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов VI Всероссийской конференции с международным участием (21-23 ноября 2017, Новосибирск). Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 2017. С. 16.

11. Дектерев Д.А., Платонов Д.В., Минаков А.В. Расчетно-экспериментальное исследование течения в модели гидротурбины ГЭС // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов V Международной конференции (Казань, 19-22 октября 2015). СПб.: Свое издательство, 2015. С. 164-165.

12. Liu T., Bai F., Zhao Z., Lin Y., Du Q., Peng Z. Large Eddy Simulation Analysis on Confined Swirling Flows in a Gas Turbine Swirl Burner // Energies. 2017. Vol. 10(12), pp. 1-18. DOI:10.3390/en10122081

13. Матвеев С.Г., Орлов М.Ю., Абрашкин В.Ю., Зубрилин И.А., Матвеев С.С. Моделирование аэродинамической структуры течения в камере сгорания малоразмерного ГТД с помощью CAE-систем // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2011. № 5(29). С. 179-187.

14. Назукин В.А., Августинович В.Г., Thornber B, Aguado L.P., Цатиашвили В.В., Коромыслов Е.В. Мо­делирование трёхмерных нестационарных закрученных потоков в коммерческом пакете и решателе собственной разработки на примере модельной задачи // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2013. № 3-1(41). С. 197-205.

15. Назукин В.А., Августинович В.Г. Сравнение различ­ных подходов к моделированию течения в премиксерах малоэмиссионных камер сгорания // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. 2016. № 44. С. 63-84. DOI: 10.15593/2224-9982/2016.44.04

16. Козелков А.С., Курулин В.В., Тятюшкина Е.С., Пучкова О.Л. Моделирование турбулентных течений вязкой несжимаемой жидкости на неструктурированных сетках с использованием модели отсоединенных вихрей // Математическое моделирование. 2014. Т. 26. № 8. С. 81-96.

17. Зубрилин И.А., Диденко А.А., Дмитриев Д.Н., Гураков Н.И., Эрнандэс М.М. Влияние процесса горения на структуру закрученного потока за горелочным устройством камеры сгорания газотурбинной установки // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 3. С. 124-136.

18. Ша М, Агульник А.Б., Яковлев А.А. Влияние расчетной сетки при математическом моделировании натекания дозвукового потока на профиль перспективной лопатки с отклоняемой задней кромкой в трехмерной постановке // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 4. С. 110-121.

19. Краев В.М. К вопросу расчётов гидродинамически нестационарных турбулентных течений // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 4. С. 125-130.

20. Рыженьков В.О., Иващенко В.А., Мулляджанов Р.И. Численное моделирование турбулентного течения и теплопереноса в канале методом спектральных элементов: влияние пространственного разрешения // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 6. C. 55-63