陈振中，赖泽平，王璐璐，赵 鑫，张 帅

(1.沈阳航空航天大学 a.航空宇航学院，b.民用航空学院，沈阳110136；2.中国南方航空股份有限公司沈阳维修基地，沈阳 110100)

近年来民用航空技术的发展对APU[1-2]的可靠性[3]等提出了更高要求。APU的排气腔体直接接触从涡轮传来的高速、高温气体，造成诸多损伤故障，进而影响APU使用可靠性。计算机CFD由于仿真功能强大、试验成本低等优点已被广泛运用于航空发动机研究领域，Gaydamamka等[4]利用CFD技术对单级微型涡轮的气动性能进行研究；孙科、丁旭等[5]采用湍流S-A模型对涡桨发动机进行吹风流场仿真计算并对比试验结果，二者吻合度良好；时岩等[6]利用CFD结合有限元对排气歧管进行动力学和热力学分析。国内外学者对航空发动机CFD研究已经比较深入，但对于辅助发动机APU中排气腔体的相关的实验特别是仿真研究仍比较少。本文基于Fluent对排气腔体的内流场进行仿真计算，并把Simple压力修正算法[7]和二阶迎风差分离散格式计算[8]运用到APU排气腔体部件的仿真之中，探讨尾气流场对排气腔体造成的影响。

1 三维模型建立

排气腔体本体主要由外壳体、内椎体和支柱三大部分组成，除本体外还有一些安装固定组件和探测器等(建模时已省略)。运用Solid Works对排气腔体构建了三维实体模型，实体模型及尾气流动分别如图1和图2所示。

图1 排气腔体三维实体模型图

图2 排气腔体三维实体模型剖面

2 基本控制原理

APU的尾气流动满足连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程[9-11]。……