近日，中國科學(xué)院力學(xué)研究所副研究員呂鈺與博士后喬正等，利用大渦模擬（LES）技術(shù)實現(xiàn)了雙旋流航發(fā)燃燒器的復(fù)雜內(nèi)流的高保真數(shù)值模擬，為提升航發(fā)燃燒器的燃燒效率與加速設(shè)計迭代提供了計算流體力學(xué)工具。

航空發(fā)動機(jī)是大飛機(jī)的動力源，燃燒器被視為發(fā)動機(jī)的心臟。燃燒器中，燃料的化學(xué)能得以釋放從而轉(zhuǎn)化為熱能。發(fā)動機(jī)的燃燒效率、穩(wěn)定性、污染物釋放特性均與燃燒器的設(shè)計相關(guān)。由于與實際工業(yè)的技術(shù)應(yīng)用相關(guān)，本研究預(yù)測了雙旋流航發(fā)燃燒器的復(fù)雜內(nèi)流，并重點評估了低網(wǎng)格分辨率條件下LES技術(shù)的預(yù)測能力。為了形成具有不同耗散效應(yīng)（在數(shù)值和物理兩方面）的LES配置，該研究考慮了多種不同黎曼通量格式與亞格子模型的數(shù)值配置組合。通過從不同配置獲取的LES結(jié)果，科研人員對關(guān)鍵流動特性進(jìn)行了定性比較，并與實驗測量進(jìn)行了定量評價。

研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)值格式的選擇在控制時均流動模式方面具有突出作用，而亞格子模型的影響主要體現(xiàn)在瞬態(tài)流動特性，如渦破裂和進(jìn)動渦核。基于對誤差的分析，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)較低的耗散LES設(shè)定并不總是有益于提高LES的準(zhǔn)確性，這與文獻(xiàn)中的常規(guī)理解形成對比。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《流體物理學(xué)》（Physics of Fluids）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項目和中國科學(xué)院國際伙伴計劃的支持。