Вибір моделі турбулентності для числового аналізу нестаціонарних процесів в газотурбінних камерах згоряння - Сербін С. І.; Козловський А. В.; Serbin Serhiy I.; Kozlovskyi Artem V. (My University, 2025)
Мета. Метою дослідження є аналіз стабільності процесів в низькоемісійній газотурбінній камері згоряння шляхом тривимірного числового аналізу нестаціонарних процесів горіння з використанням сучасних інструментів обчислювальної гідродинаміки. Методика. Дослідження характеристик нестаціонарного процесу в низькоемісійних газотурбінних камерах згоряння проведено з використанням тривимірного аналізу, пов’язаному з розв’язуванням системи диференційних рівнянь, які описують основні закони збереження і переносу у турбулентній реагуючій системі. Результати. Використаний підхід до моделювання нестаціонарних процесів в низькоемісійній камері згоряння ГТД забезпечує надійне моделювання пульсаційних процесів та дозволяє виявити нестійкість горіння різних паливо-повітряних сумішей. Наукова новизна. Вперше: – розроблено математичну модель нестаціонарних робочих процесів в низькоемісійних камерах згоряння ГТД, яка відрізняється від існуючих наявністю субмоделі, що дозволяє прогнозувати характеристики нестійкості паливоспалюючих пристроїв; – шляхом використання числового експерименту доведено, що в газотурбінній камері із попереднім змішуванням палива та повітря максимальні за амплітудою пульсації тиску паливо-повітряної суміші в жаровій трубі відстежуються в центральній зоні рециркуляції, в отворах вторинного повітря та на виході потоків із центрального та периферійного завихрювачів. Практична значимість. Розроблено методику числового аналізу з підвищення стабільності роботи низькоемісійних камер згоряння ГТД з використанням сучасних засобів обчислювальної гідродинаміки, що дозволяє підвищити ефективність роботи при проєктуванні сучасних двигунів, працюючих на різних паливах, у тому числа на аміаку. Результати числового експерименту та методика розрахунку пульсаційних характеристик камери згоряння використовуються на газотурбінному підприємстві при проєктуванні перспективних та модернізації існуючих камер згоряння ГТД.
Selection of a turbulence model for numerical analysis of unsteady processes in gas turbine combustion chambers
Сербін, С. І. Вибір моделі турбулентності для числового аналізу нестаціонарних процесів в газотурбінних камерах згоряння = Selection of a turbulence model for numerical analysis of unsteady processes in gas turbine combustion chambers / С. І. Сербін, А. В. Козловський // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2025. – № 2 (500). – С. 111–118.
Keywords: газотурбінний двигун; гібридна енергоустановка; камера згоряння; пульсаційне горіння; математичне моделювання; модель турбулентності; gas turbine engine; hybrid power system; combustion chamber; pulsation combustion; mathematical simulation; turbulence model