环管型燃气轮机是常用的舰船动力装备。作为其重要部件的燃烧室,其性能直接决定着燃气轮机的使用寿命和动力性能。某环管型燃烧室火焰管右侧的联焰管连接处出现裂纹,本文旨在通过数值模拟来分析燃烧室的流场以及燃烧性能,分析裂纹的成因,并为设计修改提供参考依据。该环管型燃烧室的结构复杂,采用三维建模软件Pro-E来进行前期建模,在Gambit中生成非结构化的计算网格。在Fluent中采用SIMPLE算法来迭代计算进行数值模拟。由于燃烧室的流场有回流,选用RNGk ?ε双方程湍流模型来模拟湍流流动;由于使用的燃料为重型柴油,采用颗粒群轨道模型来动态地模拟燃油的雾化、吸热、蒸发和沸腾;采用非绝热的PDF燃烧模型来模拟燃料的燃烧,概率密度函数选取β函数。本文对该环管型燃烧室设计工况下的冷态流场、雾化效果以及热态温度场进行模拟分析,研究了裂纹的产生原因。为了深入了解环管型燃烧室中的燃烧过程,研究了不同旋流器后过量空气系数α下的燃烧性能,出口截面的温度不均匀系数δ随旋流器后过量空气系数α的变化规律,给出了不同过量空气系数α下燃烧室中轴线上的温度分布;考察了旋流器叶片安装角αs对燃烧性能的影响,出口截面温度不均匀系数δ随旋流器叶片安装角αs的变化规律,给出了不同旋流器叶片安装角αs下燃烧室中轴线上的温度分布。得出了如下结论:(1)出口截面温度不均匀系数δ随着旋流器后过量空气系数α的变大而变小;(2)出口截面温度不均匀系数δ随着旋流器叶片安装角αs的变大有变小的趋势;(3)旋流器后过量空气系数α越大,火焰管中的燃料开始蒸发燃烧和结束燃烧的位置越靠前,出口温度场越均匀;(4)旋流器叶片安装角αs越大,火焰管中的燃料开始蒸发燃烧和结束燃烧的位置越靠前,出口温度场越均匀;(5)由于联焰管内有空气流动存在,火焰管内火焰出现偏心;(6)冷热区域的热膨胀不同是产生裂纹的主要原因之一。