张宏达，万 斌，张成凯，林宏军，尚守堂，韩省思

（1.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015；2.南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016）

0 引言

提高燃烧室温升是增大发动机推重比的重要手段之一[1-3]。为了解决在慢车状态下宽熄火边界和在大状态下不可见冒烟等设计难题，对高温升燃烧室多采用分区、分级的燃烧组织方式。与常规燃烧室相比，高温升燃烧室头部空气量增加，同时头部旋流器的级数也相应增加。头部旋流器形成的中心回流区能够驻定火焰，同时提高空气与燃料之间的混合效率，从而提高燃烧效率。相比于单级和双级旋流器，多级旋流器形成的流场结构更加复杂，旋流的流场特性不仅受到每级旋流器的设计参数影响，同时与多级旋流器之间的设计匹配有关。旋流形成的回流区形状及可能引起的流动不稳定现象均对燃烧室性能有重要影响，如引发出口温度场品质恶化和振荡燃烧等[4]。

随着数值方法和数值燃烧学的长足发展，数值模拟在燃烧室方案筛选、优化设计、性能评估等方面发挥了重要作用。 雷诺平均（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）方法的计算量小，因此在工程上应用最为广泛[5-6]。然而，对于复杂流动（例如由多级旋流器结构组成的高温升燃烧室内部流动），RANS方法的计算精度较低。而大涡模拟（Large Eddy Simulation，LES）方法可直接求解流动中大尺度结构，通过亚格子模型模化小尺度对可求解尺度湍流的作用。亚格子尺度湍流趋于各向同性，因此LES 方法的计算精度较高。……