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高精度气体辐射特性模型及其在燃气轮机燃烧室模拟中的应用研究
被引量:
1
1
作者
李嘉璐
王超俊
+3 位作者
耿俊杰
何伯述
祁海鹰
王翠苹
《动力工程学报》
北大核心
2025年第11期1815-1823,共9页
为提高燃烧室内气体燃料低污染燃烧过程的模拟精度,通过用户自定义程序在商业软件中加入了灰气体加权和(WSGG)模型和全光谱k分布(FSK)模型,并将其应用到5和110 MW全参数全尺寸天然气燃烧室燃烧过程的数值模拟中。结果表明:商用软件内置...
为提高燃烧室内气体燃料低污染燃烧过程的模拟精度,通过用户自定义程序在商业软件中加入了灰气体加权和(WSGG)模型和全光谱k分布(FSK)模型,并将其应用到5和110 MW全参数全尺寸天然气燃烧室燃烧过程的数值模拟中。结果表明:商用软件内置的辐射模型精度不足,而FSK模型能够精确地表征燃烧室NO x生成和气体向火焰筒壁面的辐射热流;改进的WSGG模型实现了对精确吸收系数曲线的分段近似,提高了模型的精度,但在燃气与燃烧室壁面的辐射传热上表现尚有存疑,有待进一步研究。
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关键词
燃气轮机燃烧室
气体辐射
灰气体加权辐射模型
全光谱k分布辐射模型
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职称材料
基于1 m尺度甲醇油池火模拟计算的不同辐射模型数值评估研究
被引量:
1
2
作者
周千军
胡勇
蒋勇
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期42-51,I0008,共11页
池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射...
池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射模型耦合到开源火灾模拟代码FDS中,并使用有限体积法求解辐射强度传输方程,对大尺度甲醇池火开展了LES仿真研究。结合NIST的实验数据,对不同辐射模型的影响特性及结果进行了对比分析。关于温度计算,基于WSGG的辐射模型和Cassol的模型表现更好。此外,所有模型都能很好地预测脉动频率。然而,关于辐射热通量的预测,Cassol的两个模型和FDS默认模型的表现优于其他模型,获得每个组分的准确光谱信息数据和确定混合气体的WSGG系数的方法是成功预测火焰辐射的重要因素。
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关键词
油池火
灰气体模型
LES模拟
wsgg
模型
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职称材料
热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响
被引量:
2
3
作者
饶乐威
王天壹
连文磊
《航空发动机》
北大核心
2023年第4期38-47,共10页
为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影...
为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影响,在进口总温从1750 K升高到2150 K的过程中,叶片表面温度整体升高幅度为250~300 K,而黑体辐射温度对叶片表面温度的提升最高为40 K。在壁面发射率从0.3提高到0.8的过程中,叶片表面辐射热流密度随之增大,在吸力面和压力面局部区域辐射热流密度增大了1倍。壁面发射率和高温燃气进口温度对叶片表面的温度和热流作用相当均匀,进口压力和黑体辐射温度对叶片尾缘、前缘和压力面的热负荷影响远大于其他区域。在此基础上,提出了以进口总温、黑体辐射温度、余气系数和壁面发射率为自变量,以辐射换热热流密度为因变量的辐射换热的经验准则关系式,获得了该经验关系式的拟合结果,并对该拟合精度进行了计算,相对误差均小于5%。
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关键词
热负荷
对流辐射
涡轮叶片
数值模拟
灰气体加权和模型
经验准则关系式
航空发动机
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职称材料
题名
高精度气体辐射特性模型及其在燃气轮机燃烧室模拟中的应用研究
被引量:
1
1
作者
李嘉璐
王超俊
耿俊杰
何伯述
祁海鹰
王翠苹
机构
山东科技大学清洁能源实验室
北京交通大学机械与电子控制工程学院
清华大学能源与动力工程系
出处
《动力工程学报》
北大核心
2025年第11期1815-1823,共9页
基金
国家科技重点资助项目(Y2019-I-0022-0021)。
文摘
为提高燃烧室内气体燃料低污染燃烧过程的模拟精度,通过用户自定义程序在商业软件中加入了灰气体加权和(WSGG)模型和全光谱k分布(FSK)模型,并将其应用到5和110 MW全参数全尺寸天然气燃烧室燃烧过程的数值模拟中。结果表明:商用软件内置的辐射模型精度不足,而FSK模型能够精确地表征燃烧室NO x生成和气体向火焰筒壁面的辐射热流;改进的WSGG模型实现了对精确吸收系数曲线的分段近似,提高了模型的精度,但在燃气与燃烧室壁面的辐射传热上表现尚有存疑,有待进一步研究。
关键词
燃气轮机燃烧室
气体辐射
灰气体加权辐射模型
全光谱k分布辐射模型
Keywords
gas turbine combustor
gas radiation
wsgg model
FSK
model
分类号
TK471 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
基于1 m尺度甲醇油池火模拟计算的不同辐射模型数值评估研究
被引量:
1
2
作者
周千军
胡勇
蒋勇
机构
中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室
出处
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期42-51,I0008,共11页
基金
supported by the National Natural Science Foundation of China(52006151)
the National Key R&D Program of China(2022YFC3003100)
the Civil Aircraft Scientific Research Project of the Industry and Information Technology(BB2320000045,DD2320009001).
文摘
池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射模型耦合到开源火灾模拟代码FDS中,并使用有限体积法求解辐射强度传输方程,对大尺度甲醇池火开展了LES仿真研究。结合NIST的实验数据,对不同辐射模型的影响特性及结果进行了对比分析。关于温度计算,基于WSGG的辐射模型和Cassol的模型表现更好。此外,所有模型都能很好地预测脉动频率。然而,关于辐射热通量的预测,Cassol的两个模型和FDS默认模型的表现优于其他模型,获得每个组分的准确光谱信息数据和确定混合气体的WSGG系数的方法是成功预测火焰辐射的重要因素。
关键词
油池火
灰气体模型
LES模拟
wsgg
模型
Keywords
pool fire
gray gas
model
LES simulation
wsgg model
分类号
TK121 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
X928.7 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响
被引量:
2
3
作者
饶乐威
王天壹
连文磊
机构
南京航空航天大学能源与动力学院
出处
《航空发动机》
北大核心
2023年第4期38-47,共10页
基金
航空动力基础研究项目资助。
文摘
为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影响,在进口总温从1750 K升高到2150 K的过程中,叶片表面温度整体升高幅度为250~300 K,而黑体辐射温度对叶片表面温度的提升最高为40 K。在壁面发射率从0.3提高到0.8的过程中,叶片表面辐射热流密度随之增大,在吸力面和压力面局部区域辐射热流密度增大了1倍。壁面发射率和高温燃气进口温度对叶片表面的温度和热流作用相当均匀,进口压力和黑体辐射温度对叶片尾缘、前缘和压力面的热负荷影响远大于其他区域。在此基础上,提出了以进口总温、黑体辐射温度、余气系数和壁面发射率为自变量,以辐射换热热流密度为因变量的辐射换热的经验准则关系式,获得了该经验关系式的拟合结果,并对该拟合精度进行了计算,相对误差均小于5%。
关键词
热负荷
对流辐射
涡轮叶片
数值模拟
灰气体加权和模型
经验准则关系式
航空发动机
Keywords
thermal load
convection-radiation
turbine vane
numerical simulation
wsgg model
empirical criterion relation
aeroengine
分类号
V232.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高精度气体辐射特性模型及其在燃气轮机燃烧室模拟中的应用研究
李嘉璐
王超俊
耿俊杰
何伯述
祁海鹰
王翠苹
《动力工程学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于1 m尺度甲醇油池火模拟计算的不同辐射模型数值评估研究
周千军
胡勇
蒋勇
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响
饶乐威
王天壹
连文磊
《航空发动机》
北大核心
2023
2
在线阅读
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职称材料
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