航空航天發(fā)動機(jī)中的燃燒現(xiàn)象是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程，包括流動、霧化、相變、傳熱傳質(zhì)、點(diǎn)火熄火、化學(xué)反應(yīng)、污染物排放、熱聲振蕩和冷卻等多個過程，加上燃燒的非定常性和高湍流度，使得準(zhǔn)確模擬燃燒過程變得異常困難。在傳統(tǒng)CFD模擬需要考慮的質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程和能量方程之外，燃燒還需要考慮組分守恒方程以及多相流、相變、熱聲耦合等多個模型，其中任何一個過程模擬的失真，都將影響最終的燃燒計算。積鼎科技CFDPro，可滿足航空、航天、船舶、兵器、能源等領(lǐng)域的流體仿真分析。

發(fā)動機(jī)燃燒模擬的難點(diǎn)

多物理場耦合：發(fā)動機(jī)的工作過程中涉及到多個物理場的耦合，如流動、傳熱、燃燒等。這些物理場之間相互影響，需要同時考慮多個因素。

非線性行為：發(fā)動機(jī)內(nèi)部的流動、燃燒等過程存在非線性行為，如湍流、化學(xué)反應(yīng)等。這些非線性行為使得模型的建立和求解變得更為復(fù)雜。

邊界條件和初始條件：在仿真模擬中，需要為模型設(shè)置合理的邊界條件和初始條件，需要根據(jù)實(shí)際發(fā)動機(jī)的工作環(huán)境和狀態(tài)設(shè)定，有時難以準(zhǔn)確獲取和模擬。

模型參數(shù)的不確定性：模型參數(shù)的不確定性會對模擬結(jié)果產(chǎn)生影響。如何減小這些不確定性對模擬結(jié)果的影響，提高模擬的準(zhǔn)確性和可靠性是一個挑戰(zhàn)。

國產(chǎn)自主流體仿真軟件CFDPro

CFDPro為基于有限體積法求解單相流/多相流NS方程的計算流體動力學(xué)仿真軟件，采用Level Set界面追蹤方法、具備領(lǐng)先的湍流模型、豐富的相變模型，配置燃燒模型和反應(yīng)機(jī)理接口，更加適用于工程計算模擬，滿足航空、航天、船舶、兵器、能源等領(lǐng)域的流體仿真分析。

專業(yè)的發(fā)動機(jī)燃燒模塊

CFDPro涵蓋了9大專業(yè)模塊。其中，CombustionPro為專業(yè)的發(fā)動機(jī)燃燒模擬模塊,可用于航空發(fā)動機(jī)、液體及固體發(fā)動機(jī)內(nèi)部過程全流程模擬，可分析噴注器內(nèi)流動、霧化特性、燃燒室燃燒、液膜冷卻與固體燃料燃面退移等問題，幫助客戶理解整個發(fā)動機(jī)內(nèi)部過程。CombustionPro是基于實(shí)際發(fā)動機(jī)設(shè)計邏輯而集成，降低了工程師使用門檔,提升了仿真效率。

功能特點(diǎn)

燃燒模型:提供包括反應(yīng)動力學(xué)、氣相湍流燃燒模型、EDC/EDM模型在內(nèi)的多種燃燒模型,兼具仿真精度與工程適用性:燃燒模型預(yù)留接口，便于新模型的植入。

液膜模塊:具備壁面液膜流動換熱模塊,可分析燃料射流對燃燒室高溫壁面的冷卻效果。

典型應(yīng)用領(lǐng)域

湍流燃燒全過程仿真:CFDPro實(shí)現(xiàn)冷態(tài)、流動、點(diǎn)火、燃燒全過程的仿真分析;提供Cantera數(shù)據(jù)接口以復(fù)雜化學(xué)動力學(xué)計算。同時，可提供定制化解決方案，如低馬赫數(shù)大渦模擬、超大渦模擬等。

霧化與蒸發(fā)：CFDPro采用Level Set界面追蹤方法，具有連續(xù)、可導(dǎo)特性，適合處理界面劇烈變形、破碎、聚并等問題；Level Set方法不做界面重構(gòu)，界面真實(shí)性高且計算量少。

上海積鼎信息科技有限公司（簡稱：積鼎科技）成立于2008年，是專注于自主知識產(chǎn)權(quán)的CFD軟件研發(fā)及技術(shù)服務(wù)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，致力于打造好用、易用的國產(chǎn)流體仿真軟件。

審核編輯 黃宇