航空发动机燃烧器复杂内流的高保真数值模拟

　　近日，中国科学院力学研究所副研究员吕钰与博士后乔正等，利用大涡模拟（LES）技术实现了双旋流航发燃烧器的复杂内流的高保真数值模拟，为提升航发燃烧器的燃烧效率与加速设计迭代提供了计算流体力学工具。

　　航空发动机是大飞机的动力源，而燃烧器可视为发动机的心脏。在燃烧器中，燃料的化学能得以释放从而转化为热能。发动机的燃烧效率、稳定性、污染物释放特性均与燃烧器的设计相关。由于与实际工业的技术应用相关，本研究预测了双旋流航发燃烧器的复杂内流，并重点评估了低网格分辨率条件下LES技术的预测能力。为了形成具有不同耗散效应（在数值和物理两方面）的LES配置，该研究考虑了多种不同黎曼通量格式与亚格子模型的数值配置组合。通过从不同配置获取的LES结果，科研人员对关键流动特性进行了定性比较，并与实验测量进行了定量评价。

　　研究发现，数值格式的选择在控制时均流动模式方面具有突出作用，而亚格子模型的影响主要体现在瞬态流动特性中，如涡破裂和进动涡核。基于对误差的分析，该团队发现较低的耗散LES设定并不总是有益于提高LES的准确性，这与文献中的常规理解形成对比。

　　相关研究成果发表在《流体物理学》（Physics of Fluids）上。研究工作得到国家自然科学基金基础科学中心项目和中国科学院国际伙伴计划的支持。