Моделирование физико-химических процессов в камере сгорания авиационного двигателя
От ОАО «КЛИМОВ» (Санкт Петербург) является одним из крупнейших в России разработчиков двигателей для летательных аппаратов различного назначения. Для удовлетворения современным требованиям к топливной экономичности, эффективности и минимизации воздействия наокружающую среду необходимо на основе современных методов компьютерного моделирования разработать и внедрить технологию проведения численного моделирования физико-химических процессов в камере сгорания авиационного двигателя с учетом распыления, испарения, турбулентного перемешивания и сгорания топлива.
Задача решена специалистами «Саровского Инженерного Центра» с использованием современной технологии численного моделирования реализованной в программном комплексе STAR-CCM+. На основе CAD-модели Заказчика средствами STAR-CCM+ разработана высокоточная компьютерная модель, отражающая все особенности сложной конструкции камеры сгорания авиационного газотурбинного двигателя. Также, пользуясь стандартными возможностями STAR-CCM+, была создана физико-химическая модель сгорания топлива в турбулентном потоке, описывающая полный комплекс процессов, начиная от впрыска и распыления топлива и заканчивая догоранием первичных продуктов сгорания, таких как СО (угарный газ). Компьютерные расчеты позволили с высокой точностью исследовать особенности сгорания топлива и работы устройства в целом.
В сжатые сроки на кластерных вычислительных ресурсах «Саровского Инженерного Центра» проведено численное моделирование физико-химических процессов в камере сгорания авиационного двигателя. В результате численного анализа получен большой объем информациипо распределению полей температуры, скорости, давления, реагентов и продуктов сгорания авиационного топлива. Надежность и достоверность результатов численного моделирования с некоторой погрешностью подтверждена данными экспериментов. Разработанная технология позволяет на этапе проектирования на основе результатов компьютерного анализа выявлять особенности поведения и недостатки работы, совершенствовать конструкцию новых образцов авиационных двигателей.