Análise CFD de modelos de turbulência durante a combustão no motor CFM56-3

• Autor(a) principal: Hansraj, Harsh Shantukumar
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/8946
• topic: Ansys Fluent 16.2; Câmara de Combustão; Cfm; Helyx Os; Modelos de Turbulência; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Aeronáutica

Atualmente o motor CFM56 é um dos modelos de motor mais usado na indústria aeronáutica, principalmente na aviação civil. Como tal, a melhoria das suas características a nível de rendimento, eficiência ou emissões de gases é fundamental. Com este trabalho é pretendido analisar diversos modelos de turbulência durante a combustão que permitem uma melhor perceção de alguns problemas e a sua possível resolução. Para esta dissertação foi utilizado o ficheiro STL da digitalização da câmara de combustão fornecida pelo orientador deste trabalho. No caso numérico é apenas usada um quarto da câmara de combustão devido à sua simetria permitindo um menor esforço computacional durante as simulações e o combustível utilizado na combustão é o Jet-A. A malha utilizada foi desenhada no software HELYX OS e as simulações numéricas são efetuadas no ANSYS Fluent 16.2. A atomização de combustível não é considerada neste estudo devido ao seu elevado grau de complexidade. São analisados os modelos k-?, k-?, RSM e LES sendo que neste último são utilizadas condições iniciais resultantes do modelo k-?. Todas as entradas de ar e os injetores são definidos como mass-flow inlets e a saída da câmara de combustão é definida como pressure outlet. Os resultados obtidos estão em concordância com alguns dados experimentais de referência presentes na Emissions Data sheet da ICAO. Entre os modelos analisados observou-se que em geral, apesar do seu elevado custo computacional, o modelo LES é o que melhor identifica as diversas zonas da câmara de combustão. No entanto os modelos RSM e k-? revelaram ser bastante úteis na observação da distribuição da emissão de alguns gases durante a combustão. Conclui-se que o modelo LES apresenta os melhores resultados, mas a escolha do modelo mais indicado pode variar consoante as condições de fronteira e tipo de escoamento do caso de estudo a analisar.