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基于深度学习建表的宽域发动机火焰面燃烧模型构建与验证
1
作者
于江飞
连城阅
+3 位作者
汤涛
唐卓
汪洪波
孙明波
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期723-739,共17页
以新型宽域发动机为动力的未来新一代飞行器的研发迫切需要CFD方法来进行高效高精度的辅助设计.文章把传统的火焰面/进度变量燃烧模型与深度学习和神经网络方法相结合,构建了新的智能化改进的燃烧模型并进行了算例测试与验证,在保证计...
以新型宽域发动机为动力的未来新一代飞行器的研发迫切需要CFD方法来进行高效高精度的辅助设计.文章把传统的火焰面/进度变量燃烧模型与深度学习和神经网络方法相结合,构建了新的智能化改进的燃烧模型并进行了算例测试与验证,在保证计算效率的同时提高了预测精度.首先,给出了人工神经网络的构建方法,包括数据库划分、数据归一化以及模型的训练等;然后,测试分析了不同函数结构对新建模型的影响,并讨论了基于CPU和GPU的求解器框架下内存占用优化问题;最后,把智能化模型耦合到GPU求解器上对飞行马赫数4~12的3个发动机算例进行了数值模拟.结果表明,智能化改进的模型可代替传统火焰面/进度变量数据库从而实现高维参数建模及模型改进,并可以成功运行在GPU上;智能化改进的模型比传统的模型平均误差减小量均超过了50%,算例误差最大减小值可达57.2%.
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关键词
火焰面/进度变量模型
全连接神经网络
宽域发动机
燃烧模型
数值模拟
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职称材料
基于Damköhler数的蒸发式值班火焰稳定器贫熄边界分析方法研究
2
作者
刘晴
胡斌
+3 位作者
赵巍
石强
曾文
赵庆军
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期97-107,共11页
为探究蒸发式火焰稳定器的贫油熄火性能的分析方法,在来流温度为400~640 K,尾流速度为85~153 m/s条件下,以蒸发式火焰稳定器为研究对象,开展了贫油熄火试验与数值模拟计算,得出了蒸发式火焰稳定器不同工况下的全局和局部Damköhler...
为探究蒸发式火焰稳定器的贫油熄火性能的分析方法,在来流温度为400~640 K,尾流速度为85~153 m/s条件下,以蒸发式火焰稳定器为研究对象,开展了贫油熄火试验与数值模拟计算,得出了蒸发式火焰稳定器不同工况下的全局和局部Damköhler数(Da)分布特性。研究结果表明:(1)随着火焰稳定器尾缘速度增加,熄火油气比在高来流温度时呈现单调递增的趋势,而低来流温度时则呈现先减小再增加的趋势;随着来流温度的升高,熄火油气比减小。(2)随着燃油流量的增加,高局部流动时间和低局部化学时间区域均沿轴向变长。高Da区域主要集中在火焰稳定器剪切层附近,随着燃油流量的增加,高Da区域逐渐合并。(3)关键反应区内的全局流动时间随尾缘速度增加而缩短,随温度的升高而延长;关键反应区内的全局化学时间随尾缘速度增加而呈现先缩短后延长的趋势,随着来流温度升高呈现单调缩短的趋势。(4)不同熄火点工况下关键反应区内的Da在1左右,表明该方法可以对蒸发式火焰稳定器贫油熄火进行预测,并在不同来流工况具有一定的普适性。
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关键词
宽
域
吸气式
发动机
蒸发式火焰稳定器
贫油熄火
Damköhler数
关键反应区
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职称材料
题名
基于深度学习建表的宽域发动机火焰面燃烧模型构建与验证
1
作者
于江飞
连城阅
汤涛
唐卓
汪洪波
孙明波
机构
国防科技大学空天科学学院高超声速技术实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期723-739,共17页
基金
国家自然科学基金资助项目(T2221002,11925207)。
文摘
以新型宽域发动机为动力的未来新一代飞行器的研发迫切需要CFD方法来进行高效高精度的辅助设计.文章把传统的火焰面/进度变量燃烧模型与深度学习和神经网络方法相结合,构建了新的智能化改进的燃烧模型并进行了算例测试与验证,在保证计算效率的同时提高了预测精度.首先,给出了人工神经网络的构建方法,包括数据库划分、数据归一化以及模型的训练等;然后,测试分析了不同函数结构对新建模型的影响,并讨论了基于CPU和GPU的求解器框架下内存占用优化问题;最后,把智能化模型耦合到GPU求解器上对飞行马赫数4~12的3个发动机算例进行了数值模拟.结果表明,智能化改进的模型可代替传统火焰面/进度变量数据库从而实现高维参数建模及模型改进,并可以成功运行在GPU上;智能化改进的模型比传统的模型平均误差减小量均超过了50%,算例误差最大减小值可达57.2%.
关键词
火焰面/进度变量模型
全连接神经网络
宽域发动机
燃烧模型
数值模拟
Keywords
flamelet
progress variable model
fully connected neural network
wide domain engine
combustion model
numerical simulation
分类号
V19 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
基于Damköhler数的蒸发式值班火焰稳定器贫熄边界分析方法研究
2
作者
刘晴
胡斌
赵巍
石强
曾文
赵庆军
机构
沈阳航空航天大学航空发动机学院
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院工程热物理研究所轻型涡轮动力全国重点实验室
中国科学院大学航空宇航学院
中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联供系统北京市重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期97-107,共11页
文摘
为探究蒸发式火焰稳定器的贫油熄火性能的分析方法,在来流温度为400~640 K,尾流速度为85~153 m/s条件下,以蒸发式火焰稳定器为研究对象,开展了贫油熄火试验与数值模拟计算,得出了蒸发式火焰稳定器不同工况下的全局和局部Damköhler数(Da)分布特性。研究结果表明:(1)随着火焰稳定器尾缘速度增加,熄火油气比在高来流温度时呈现单调递增的趋势,而低来流温度时则呈现先减小再增加的趋势;随着来流温度的升高,熄火油气比减小。(2)随着燃油流量的增加,高局部流动时间和低局部化学时间区域均沿轴向变长。高Da区域主要集中在火焰稳定器剪切层附近,随着燃油流量的增加,高Da区域逐渐合并。(3)关键反应区内的全局流动时间随尾缘速度增加而缩短,随温度的升高而延长;关键反应区内的全局化学时间随尾缘速度增加而呈现先缩短后延长的趋势,随着来流温度升高呈现单调缩短的趋势。(4)不同熄火点工况下关键反应区内的Da在1左右,表明该方法可以对蒸发式火焰稳定器贫油熄火进行预测,并在不同来流工况具有一定的普适性。
关键词
宽
域
吸气式
发动机
蒸发式火焰稳定器
贫油熄火
Damköhler数
关键反应区
Keywords
Wide-range aspirated engine
Evaporation flameholder
Lean-blowout
Damköhler num⁃ber
Key reaction zone
分类号
V231.1 [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
基于深度学习建表的宽域发动机火焰面燃烧模型构建与验证
于江飞
连城阅
汤涛
唐卓
汪洪波
孙明波
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于Damköhler数的蒸发式值班火焰稳定器贫熄边界分析方法研究
刘晴
胡斌
赵巍
石强
曾文
赵庆军
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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