Регистрация / Вход
Прислать материал

Совершенствование и валидация методов моделирования рабочего процесса в камерах сгорания перспективных газотурбинных двигателей

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
камера сгорания, турбулентное горение, химическая кинетика, les, sas, гомогенное горение, эмиссия вредных веществ, нестационарность

Цель проекта:
Задача моделирования турбулентного горения в условиях, характерных для перспективных низкоэмиссионных камер сгорания, относится к числу "вызовов" современности. Целью выполнения исследования является отработка обладающей повышенной предсказательной способностью методики численного моделирования турбулентного горения гомогенных смесей в условиях повышенных давления и температуры, типичных для камер сгорания перспективных низкоэмиссионных газотурбинных двигателей и энергоустановок, удовлетворяющих перспективным экологическим требованиям

Основные планируемые результаты проекта:
По результатам выполняемого совместно ЦИАМ и ОНЕРА сравнительного анализа предсказательной способности различных кинетических моделей и результатов численного моделирования горения гомогенной топливо-воздушной смеси буден сделан обоснованный выбор моделей для использования при расчетах камер сгорания перспективных газотурбинных двигателей.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
На основании результатов выполнения работы будет разработана методика моделирования рабочего процесса в перспективных низкоэмиссионных камерах сгорания, обладающая достаточной точностью для исследовательских и инженерных задач при сравнительно умеренных затратах на проведение расчетов. В ходе выполнения работы будут сопоставлены и валидированы результаты применения различных подходов к моделированию течения (RANS/SAS/LES) и кинетики горения (от сильно редуцированных до достаточно подробных). В качестве объектов моделирования выбраны академическая камера (с "обратным уступом") и модельная гомогенная камера, предназначенная для использования на газотурбинных энергоустановках. По совокупности указанных характеристик работа не уступает мировому уровню. Риски при выполнении работы связаны с необходимостью привлечения существенных вычислительных ресурсов и сложности используемых моделей, взаимодействие которых между собой в настоящее время не изучено.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные результаты будут применяться в авиационном двигателестроении. Разработанные подходы к моделированию процессов горения в авиационных камерах сгорания могут применяться при разработке и исследовании эффективности новых технических решений, направленных на снижение эмиссии вредных веществ и расхода топлива перспективными ГТД за счет совершенствования процесса сжигания топлива. Разработанные методы могут применяться при модернизации и доводке существующих камер сгорания.
Так же результаты работы могут применяться при исследовании и проектировании камер сгорания для малоэмиссионных газотурбинных энергоустановок, применяющихся в стационарной энергетике и транспорте. Применение потенциальными потребителями результатов работы позволит повысить степень достоверности при прогнозировании характеристик перспективных камер сгорания и их узлов.В
свою очередь, это будет способствовать сокращению сроков и стоимости создания новых образцов изделий, а также обеспечению высоких экологических показателей перспективных авиационных двигателей и газотурбинных энергоустановок и способствовать увеличению конкурентоспособности техники Российского производства на международном рынке.

Текущие результаты проекта:
В настоящее время проводится обработка результатов расчетов горения заранее перемешанной смеси за уступом и приведение результатов выполненных ранее экспериментальных исследований к виду, пригодному для использования при сравнении с результатами расчетов на следующем этапе работы.