涡轮级间燃烧室：常规与腔中腔结构的数值模拟对比

本文主要探讨了常规结构和"腔中腔"结构的涡轮级间燃烧室（ITB）在数值模拟中的应用。涡轮级间燃烧室是一种创新设计，旨在通过在涡轮进口导向叶片附近设置燃烧区域，提高低压涡轮的进口温度，从而间接提升发动机的整体性能。研究采用了三维两相燃烧流场模拟技术，结合了可实现k-ε湍流模型和非预混平衡化学反应模型，对两种不同的燃烧室结构进行了深入分析。 常规结构的ITB通过收集涡流的方式促进燃烧，而"腔中腔"（CIAC）结构则利用腔内的旋流特性，增加了火焰滞留时间，从而实现更充分的燃烧。实验结果显示，无论是哪种结构，都能显著提高低压涡轮的进口速度和温度。然而，CIAC结构的优势更为明显，其燃烧效率更高，温升更大，尤其体现在顶部凹槽对火焰稳定性的增强作用上。 文章指出，尽管高压涡轮前的高温可以提升发动机性能，但这也带来了材料耐热性、制造工艺、安全性以及成本等方面的问题。通过ITB的设计，可以在不显著提高高压涡轮前温度的情况下，改善低压涡轮的工作条件，降低落压比，从而间接提升发动机的推力。 总结来说，这篇论文的核心内容是对比了常规和"腔中腔"ITB在燃烧效率、温度分布和火焰稳定性上的差异，为优化发动机设计提供了数值模拟支持，尤其是在追求高效、节能和安全性方面具有重要意义。研究结果对于理解和改进涡扇发动机的性能优化策略具有实用价值。