高东硕，金 捷，沈 硕，李 敏，曾 家，王 方

(北京航空航天大学能源与动力工程学院仿真研究中心，北京 100191)

在航空发动机和燃气轮机燃烧器中，旋流火焰以良好的点火性能和稳定性得到广泛应用，且旋流火焰能在非常有限的小体积内进行高效率的能量转化[1].由于雷诺数较高，旋流一般处于湍流状态，流动发展过程中常出现多种不稳定现象如漩涡破碎和进动涡核(PVC)[2].进动涡核由剪切层的不稳定性产生，是旋流流场中的一种不稳定的大尺度拟序结构，PVC会影响附近流体使之出现进动特征.Widenhorn 等[3]对一种双旋流模型燃烧室无反应冷态流进行了数值研究与激光多普勒测速(LDA)结果作对比分析，验证了位于内剪切层的频率为1 514 Hz 的进动涡核的存在.而PVC 引起的速度脉动会导致燃烧场的不稳定性，Canepa 等[4]利用3-D 多普勒速度仪对一个双同向旋转的径向旋流器引起的不稳定流场进行了测量，表明回流区附近存在大尺度的涡脱落，涡脱落过程会影响燃烧的稳定性.

在湍流燃烧模拟中，精度高适用性强的湍流燃烧模型对于湍流燃烧的强烈非线性相互作用的解释更为合理.LES[5-6](large eddy simulation)作为现阶段描述细节最多而计算量可行的湍流模拟方法[7]，能够捕捉流场中的低频振荡运动，适合用于模拟有非定常特征的旋流流动.PDF[8](probability density function transport equation)是可以耦合详细化学机理的火焰模型，LES-TPDF 相结合能够得到比较详细的湍流与化学反应时间尺度，可以描述详细的瞬时流场和温度场，因此在有旋……