航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室湍流仿真工程師崗位招聘考試試卷及答案填空題（每題1分，共10分）1.燃燒室湍流仿真中，k-ε模型屬于______湍流模型。2.航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室按結(jié)構(gòu)分為環(huán)管型、環(huán)形和______型。3.湍流仿真離散控制方程的常用方法不包括有限元法、有限差分法，還包括______。4.燃燒室點(diǎn)火仿真中，湍流-化學(xué)反應(yīng)耦合的常用模型是______（渦破碎模型）。5.衡量網(wǎng)格單元扭曲程度的指標(biāo)是______。6.燃燒室出口溫度分布（CDA）的核心要求是______。7.湍流脈動(dòng)速度均方根與平均速度的比值稱為______。8.旋流流動(dòng)的關(guān)鍵參數(shù)是______。9.大渦模擬（LES）中，小尺度湍流用______模型封閉。10.燃料-空氣混合比的點(diǎn)火極限包括貧油極限和______極限。單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.工程中高雷諾數(shù)復(fù)雜流動(dòng)常用的湍流模型是（）A.標(biāo)準(zhǔn)k-εB.DNSC.LESD.RSM2.旋流數(shù)S的定義是（）A.切向動(dòng)量/軸向動(dòng)量B.切向動(dòng)量通量/軸向動(dòng)量通量C.軸向動(dòng)量/切向動(dòng)量D.軸向動(dòng)量通量/切向動(dòng)量通量3.適合燃燒室復(fù)雜幾何的網(wǎng)格類型是（）A.結(jié)構(gòu)化六面體B.非結(jié)構(gòu)化四面體C.混合網(wǎng)格D.笛卡爾網(wǎng)格4.EDM模型的核心假設(shè)是（）A.反應(yīng)由湍流混合控制B.反應(yīng)由化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制C.湍流與反應(yīng)無(wú)耦合D.僅考慮小尺度湍流5.LES與RANS的主要區(qū)別是（）A.LES計(jì)算量更小B.LES直接求解大尺度湍流C.RANS求解所有湍流尺度D.LES無(wú)需亞格子模型6.燃燒室出口熱點(diǎn)溫度不應(yīng)超過渦輪允許溫度的（）A.5%B.10%C.15%D.20%7.壁面函數(shù)用于（）A.模擬壁面反應(yīng)B.模擬壁面脈動(dòng)C.處理高雷諾數(shù)近壁區(qū)D.計(jì)算壁面熱通量8.燃料霧化常用破碎模型是（）A.KH-RTB.k-εC.RSMD.SGS9.需用LES而非RANS的場(chǎng)景是（）A.穩(wěn)態(tài)流動(dòng)B.低雷諾數(shù)流動(dòng)C.簡(jiǎn)單幾何D.非穩(wěn)態(tài)渦破碎10.質(zhì)量守恒方程離散需滿足（）A.能量守恒B.連續(xù)性C.動(dòng)量守恒D.反應(yīng)守恒多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.燃燒室湍流仿真需考慮的物理過程包括（）A.湍流流動(dòng)B.燃料霧化C.化學(xué)反應(yīng)D.傳熱傳質(zhì)2.屬于RANS的湍流模型有（）A.標(biāo)準(zhǔn)k-εB.LESC.RSMD.可實(shí)現(xiàn)k-ε3.網(wǎng)格劃分關(guān)注的指標(biāo)有（）A.網(wǎng)格數(shù)量B.單元質(zhì)量C.壁面法向分辨率D.網(wǎng)格顏色4.湍流-化學(xué)反應(yīng)耦合模型包括（）A.壁面函數(shù)B.EDMC.PDF模型D.層流小火焰模型5.CDA的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括（）A.平均溫度B.熱點(diǎn)溫度C.均勻性系數(shù)D.湍流強(qiáng)度6.LES的優(yōu)點(diǎn)是（）A.捕捉非穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)B.計(jì)算量與DNS相當(dāng)C.比RANS準(zhǔn)確D.無(wú)需初始條件7.點(diǎn)火仿真需輸入的參數(shù)有（）A.點(diǎn)火能量B.燃料類型C.發(fā)動(dòng)機(jī)推力D.環(huán)境壓力8.數(shù)值擴(kuò)散的影響因素包括（）A.網(wǎng)格質(zhì)量B.離散格式C.時(shí)間步長(zhǎng)D.湍流模型9.燃燒室性能指標(biāo)包括（）A.燃燒效率B.CDAC.點(diǎn)火可靠性D.排放特性10.非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格包括（）A.六面體B.四面體C.三棱柱D.笛卡爾網(wǎng)格判斷題（每題2分，共20分）1.DNS無(wú)需湍流模型，可求解所有湍流尺度。（）2.旋流數(shù)越大，火焰穩(wěn)定性越差。（）3.有限體積法核心是守恒律，適合湍流仿真。（）4.LES計(jì)算量隨雷諾數(shù)線性增加。（）5.CDA熱點(diǎn)溫度越高越好。（）6.湍流強(qiáng)度是脈動(dòng)速度平均值與平均速度的比值。（）7.壁面函數(shù)僅適用于高雷諾數(shù)近壁區(qū)。（）8.燃料越富油，燃燒效率越高。（）9.可實(shí)現(xiàn)k-ε比標(biāo)準(zhǔn)k-ε更適合旋流流動(dòng)。（）10.時(shí)間步長(zhǎng)越大，結(jié)果越準(zhǔn)確。（）簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述k-ε模型的原理及適用范圍。2.燃燒室CDA均勻性的重要性及仿真優(yōu)化方法。3.LES與RANS在燃燒室仿真中的差異。4.常用湍流-化學(xué)反應(yīng)耦合模型及核心思想。討論題（每題5分，共10分）1.如何通過湍流仿真優(yōu)化燃燒室點(diǎn)火可靠性？需考慮哪些關(guān)鍵因素？2.燃燒室湍流仿真中數(shù)值誤差的影響及控制方法？---答案部分填空題答案1.雷諾平均2.分管3.有限體積法4.EDM5.扭曲度6.溫度均勻性7.湍流強(qiáng)度8.旋流數(shù)9.亞格子尺度（SGS）10.富油單項(xiàng)選擇題答案1.A2.B3.C4.A5.B6.D7.C8.A9.D10.B多項(xiàng)選擇題答案1.ABCD2.ACD3.ABC4.BCD5.ABC6.AC7.ABD8.ABCD9.ABCD10.BC判斷題答案1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×9.√10.×簡(jiǎn)答題答案1.k-ε模型原理：通過求解湍動(dòng)能\(k\)和耗散率\(\varepsilon\)輸運(yùn)方程，封閉雷諾應(yīng)力項(xiàng)。\(k\)描述湍流脈動(dòng)動(dòng)能的產(chǎn)生/輸運(yùn)/耗散，\(\varepsilon\)描述\(k\)的耗散速率。適用范圍：高雷諾數(shù)、穩(wěn)態(tài)/準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)湍流，如燃燒室穩(wěn)態(tài)性能評(píng)估；不適用于低雷諾數(shù)、強(qiáng)旋流/分離流（需改進(jìn)模型）。2.重要性：CDA均勻性直接影響渦輪壽命（熱點(diǎn)導(dǎo)致熱疲勞）和發(fā)動(dòng)機(jī)效率。優(yōu)化方法：①調(diào)整旋流器結(jié)構(gòu)（優(yōu)化旋流數(shù)、葉片角度）增強(qiáng)混合；②優(yōu)化噴嘴布局（環(huán)向均勻分布）改善霧化；③調(diào)整擴(kuò)壓段幾何減少回流區(qū)；④采用PDF模型耦合詳細(xì)反應(yīng)；⑤提高關(guān)鍵區(qū)域網(wǎng)格分辨率。3.差異：①尺度處理：RANS平均所有湍流尺度，LES直接求解大尺度、小尺度用SGS封閉；②精度：LES捕捉非穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)（渦振蕩），精度高于RANS；③計(jì)算量：LES遠(yuǎn)大于RANS（適合非穩(wěn)態(tài)研究，RANS適合工程批量計(jì)算）；④適用場(chǎng)景：LES用于點(diǎn)火/熄火等非穩(wěn)態(tài)，RANS用于穩(wěn)態(tài)性能評(píng)估。4.常用模型：①EDM：反應(yīng)速率由湍流混合控制，忽略詳細(xì)動(dòng)力學(xué)；②PDF模型：用組分濃度PDF描述脈動(dòng)，耦合詳細(xì)反應(yīng)；③層流小火焰模型：湍流渦攜帶小火焰，傳播由渦輸運(yùn)控制。核心思想：解決湍流脈動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的耦合問題，提高燃燒仿真精度。討論題答案1.優(yōu)化思路：①模擬點(diǎn)火源附近湍流（回流區(qū)大小、湍流強(qiáng)度），確保點(diǎn)火能量穿透脈動(dòng)；②耦合KH-RT霧化模型模擬液霧分布；③采用EDM+點(diǎn)火延遲模型模擬反應(yīng)。關(guān)鍵因素：點(diǎn)火能量（需大于湍流耗散）、點(diǎn)火位置（靠近回流區(qū)中心）、環(huán)境壓力/溫度（高空點(diǎn)火）、霧化質(zhì)量（液霧粒徑）、湍流強(qiáng)度（適中增強(qiáng)混合，過強(qiáng)吹熄）。2.誤差影響：①數(shù)值擴(kuò)散模糊湍流結(jié)構(gòu)，