第一章燃燒室流體流動特性研究的背景與意義第二章燃燒室流體流動特性理論基礎(chǔ)第三章燃燒室流體流動特性仿真方法第四章燃燒室流體流動特性實驗研究第五章燃燒室流體流動特性數(shù)值模擬與實驗對比第六章燃燒室流體流動特性研究結(jié)論與展望101第一章燃燒室流體流動特性研究的背景與意義第一章引言：燃燒室流體流動特性的重要性燃燒室流體流動特性對性能的影響燃燒效率與排放性能的關(guān)聯(lián)性某型號航空發(fā)動機燃燒室案例設(shè)計參數(shù)與實際運行數(shù)據(jù)對比流體流動不穩(wěn)定性問題火焰振蕩與熱應(yīng)力集中的危害流體流動特性研究的必要性降低設(shè)備故障率與維修成本研究目標(biāo)與預(yù)期成果理論突破與工程應(yīng)用價值3第一章研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)CFD仿真技術(shù)現(xiàn)狀主流商業(yè)軟件及其局限性風(fēng)洞實驗技術(shù)現(xiàn)狀實驗設(shè)備與成本分析激光測速技術(shù)現(xiàn)狀測量原理與精度評估國內(nèi)外研究熱點先進燃燒室流動模擬平臺案例研究面臨的挑戰(zhàn)多物理場耦合分析的技術(shù)瓶頸4第一章2026年研究目標(biāo)與技術(shù)路線研究目標(biāo)高精度仿真模型與低成本實驗方法技術(shù)路線非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格CFD仿真與多目標(biāo)優(yōu)化算法實驗驗證方法粒子圖像測速技術(shù)(PIV)的應(yīng)用數(shù)據(jù)積累與分析建立流動特性數(shù)據(jù)庫的必要性研究成果的預(yù)期應(yīng)用推動清潔能源技術(shù)發(fā)展5第一章研究意義與預(yù)期成果理論意義湍流燃燒理論的發(fā)展與完善應(yīng)用價值燃燒室設(shè)計優(yōu)化與性能提升預(yù)期研究成果發(fā)表高水平論文與專利申請社會效益助力'雙碳'目標(biāo)實現(xiàn)研究團隊與資源需求培養(yǎng)研究生與科研經(jīng)費預(yù)算602第二章燃燒室流體流動特性理論基礎(chǔ)第二章流體力學(xué)基本方程連續(xù)性方程密度變化對流動特性的影響動量方程粘性力與壓力梯度的作用能量方程燃燒放熱對溫度分布的影響方程在燃燒室中的應(yīng)用實驗數(shù)據(jù)與理論模型的對比方程的求解方法數(shù)值模擬與解析解的適用性8第二章湍流模型對比分析雷諾平均模型(RAM)計算效率與精度的權(quán)衡大渦模擬(LES)小尺度湍流結(jié)構(gòu)的捕捉混合模型k-ωSST模型的應(yīng)用案例模型選擇依據(jù)不同工況下的模型適用性模型驗證方法實驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果的對比9第二章多物理場耦合機理流-熱耦合壁面溫度梯度對流動特性的影響流-化學(xué)耦合組分擴散對湍流混合的影響流-聲耦合駐波頻率與流動不穩(wěn)定性的關(guān)系耦合模型的建立控制方程的擴展與求解耦合研究的意義全面理解燃燒室流體流動特性10第二章理論模型創(chuàng)新點非平衡態(tài)模型化學(xué)反應(yīng)對流動的影響自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)網(wǎng)格加密對計算精度的影響非定常項燃燒脈動對流動特性的影響模型創(chuàng)新的意義提高理論模型的預(yù)測能力理論模型的應(yīng)用前景指導(dǎo)燃燒室設(shè)計優(yōu)化1103第三章燃燒室流體流動特性仿真方法第三章仿真平臺搭建軟件環(huán)境ANSYSFluent2025的版本與功能硬件配置計算資源需求與性能評估框架設(shè)計模塊化開發(fā)與系統(tǒng)集成仿真平臺的優(yōu)勢計算效率與精度對比仿真平臺的局限性需要改進的方向13第三章幾何建模與網(wǎng)格劃分幾何建模NURBS曲面的應(yīng)用與優(yōu)勢網(wǎng)格劃分方法O型網(wǎng)格與斜率過渡的應(yīng)用網(wǎng)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)長寬比、雅可比和扭曲度的控制網(wǎng)格劃分策略不同區(qū)域的網(wǎng)格密度設(shè)計網(wǎng)格劃分的優(yōu)化提高計算效率與精度的方法14第三章求解參數(shù)設(shè)置時間步長Δt的選擇與穩(wěn)定性檢查收斂標(biāo)準(zhǔn)殘差下降與迭代次數(shù)控制邊界條件進口速度分布與出口壓力設(shè)置求解器選擇隱式與顯式求解器的適用性求解參數(shù)的優(yōu)化提高計算效率與精度的方法15第三章仿真結(jié)果驗證統(tǒng)計對比Mann-WhitneyU檢驗的應(yīng)用擬合度分析R2系數(shù)的評估方法相關(guān)系數(shù)速度場、溫度場和壓力分布的相關(guān)性不確定性評估蒙特卡洛方法的應(yīng)用驗證結(jié)果的分析仿真與實驗結(jié)果的對比1604第四章燃燒室流體流動特性實驗研究第四章實驗裝置設(shè)計風(fēng)洞尺寸實驗?zāi)芰Φ脑u估與設(shè)計參數(shù)測量系統(tǒng)PIV系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)與性能控制系統(tǒng)PLC控制與流量調(diào)節(jié)案例裝置實驗裝置的成本與適用范圍實驗裝置的優(yōu)勢測量精度與實驗效率18第四章實驗方案制定測量點布置徑向與周向分布的合理性變量控制速度、溫度、壓力和組分濃度的測量工況設(shè)計低熱負荷與高熱負荷的覆蓋預(yù)期數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量與覆蓋范圍實驗方案的優(yōu)化提高實驗效率與數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法19第四章實驗數(shù)據(jù)采集信號采集系統(tǒng)NIPXI-6133模塊的技術(shù)參數(shù)與性能數(shù)據(jù)處理流程MATLAB實時處理算法的應(yīng)用校準(zhǔn)方法NIST標(biāo)準(zhǔn)件的校準(zhǔn)過程案例數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的效率與質(zhì)量數(shù)據(jù)采集的優(yōu)化提高數(shù)據(jù)采集效率與質(zhì)量的方法20第四章實驗結(jié)果分析流場特征回流區(qū)面積隨熱負荷的變化湍流特性湍動能分布的雙峰特征壓力波動壓力脈動頻率的測量與分析不確定性評估貝葉斯方法的應(yīng)用實驗結(jié)果的分析流場特征與湍流特性的關(guān)聯(lián)性2105第五章燃燒室流體流動特性數(shù)值模擬與實驗對比第五章對比分析框架統(tǒng)計對比Mann-WhitneyU檢驗的應(yīng)用擬合度分析R2系數(shù)的評估方法相關(guān)系數(shù)速度場、溫度場和壓力分布的相關(guān)性不確定性評估蒙特卡洛方法的應(yīng)用對比分析的意義驗證仿真模型的準(zhǔn)確性23第五章流場對比分析速度分布仿真與實驗速度峰值的對比湍流結(jié)構(gòu)LES模擬與實驗渦旋尺度的對比回流區(qū)仿真與實驗回流區(qū)長度的對比差異原因?qū)嶒炛形纯紤]的熱輻射效應(yīng)流場對比的結(jié)論仿真模型的改進方向24第五章壓力特性對比壓力脈動仿真與實驗壓力脈動頻率的對比壓力分布仿真與實驗壓力分布的對比脈動能量湍流能量占比的對比壓力特性對比的結(jié)論仿真模型的改進方向壓力特性對比的意義驗證仿真模型的有效性25第五章綜合驗證結(jié)果驗證指標(biāo)R2系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差比和相關(guān)系數(shù)的評估不確定性來源實驗中未考慮的組分擴散和熱損失驗證等級ASMEPTC19.5標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用應(yīng)用建議仿真模型的應(yīng)用范圍綜合驗證的結(jié)論仿真模型的改進方向2606第六章燃燒室流體流動特性研究結(jié)論與展望第六章研究結(jié)論理論突破湍流燃燒理論的完善與擴展工程應(yīng)用燃燒室設(shè)計優(yōu)化與性能提升研究成果發(fā)表高水平論文與專利申請社會效益助力'雙碳'目標(biāo)實現(xiàn)研究團隊與資源需求培養(yǎng)研究生與科研經(jīng)費預(yù)算28第六章技術(shù)貢獻創(chuàng)新性技術(shù)非平衡態(tài)湍流模型與自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)技術(shù)突破GPU加速并行計算與多物理場耦合分析應(yīng)用前景推動清潔能源技術(shù)發(fā)展技術(shù)貢獻的意義提高燃燒室設(shè)計效率與性能技術(shù)貢獻的應(yīng)用前景助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型29第六章應(yīng)用價值工程應(yīng)用燃燒室設(shè)計優(yōu)化與性能提升社會效益助力'雙碳'目標(biāo)實現(xiàn)經(jīng)濟效益降低研發(fā)成