聚焦航发核心需求！国产流体仿真技术为中国航空推进技术大会添彩 原创

2025 年第十三届中国航空推进技术大会于近日开幕，大会汇聚了国内外顶尖科研机构、整机制造商、核心零部件企业及行业专家，共同探讨航空推进技术的前沿趋势与未来方向。积鼎科技携航空发动机流体仿真解决方案精彩亮相，凭借在雾化燃烧、压气机多工况模拟、流固热耦合、机械润滑等核心领域的技术突破与实践成果，吸引了众多航发领域核心用户的关注。

航空发动机被誉为 “工业皇冠上的明珠”，其内部涉及燃烧、传热、气动等复杂且耦合的物理过程，对设计精度、性能稳定性及可靠性有着极致要求。传统依赖实体试验的研发模式，不仅成本高昂、周期漫长，还难以深入洞察发动机内部流场细节，制约了技术创新效率。积鼎科技深耕CFD领域多年，自主研发的流体仿真软件VirtualFlow和CFDPro，为航发研发提供从设计优化、性能验证到故障预判的全面技术支撑。

大涵道比民用航发

聚焦燃烧室痛点，高精度雾化燃烧仿真引领技术突破

燃烧室作为航空发动机的 “心脏”，其雾化燃烧效率直接决定发动机的推力、燃油经济性与排放水平。积鼎科技针对燃烧室研发中的雾化效果差、燃烧不稳定、壁温控制难等痛点，打造了高精度、全流程的雾化燃烧仿真解决方案。

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高精度横风雾化

VirtualFlow 软件融合了多种先进数值方法，实现了从喷嘴内流场到燃烧室内点火、燃烧全过程的精准模拟。通过 Level-Set 界面捕捉方法，可清晰追踪喷嘴内流场与初次雾化过程，结合水平集输运方程，精准计算界面法向量与曲率，为雾化模型提供高保真初始参数；在工程应用中，软件支持基于 Lagrange 方法的颗粒包模型，涵盖直射式雾化（WAVE、KHRT 模型）与离心式雾化（RR/LISA、KHRT 模型）等多种构型，可根据不同喷嘴类型（直射式吸嘴、离心式切向槽式 / 漩涡室式喷嘴）灵活选择，满足主燃烧室与加力燃烧室的多样化仿真需求。

高精度雾化模型

更值得关注的是，该解决方案通过 Euler-Lagrange 耦合方法，实现了喷雾液滴蒸发与气相湍流燃烧的无缝衔接：以 Lagrange 方法求解喷雾轨迹与液滴蒸发过程，结合蒸发模型计算液滴质量损失；以 Euler 方法求解气相流场，采用高精度湍流模型与复杂化学反应动力学模块，精准描述湍流与燃烧的相互作用。针对燃烧不稳定性问题，软件可通过 LES 方法获取火焰传递函数，分析热释放对燃烧室声压分布、特征频率的影响，为燃烧室结构优化与燃烧模式调整提供定量依据。

旋流喷嘴雾化

覆盖压气机全工况，多物理场耦合仿真保障运行可靠性

压气机主要负责将空气压缩后送入燃烧室，其性能直接影响发动机的整体效率与稳定性。在实际飞行中，压气机面临前置喷水冷却、吞沙、吸雨吸雹等复杂工况，易引发叶片腐蚀、冲蚀、效率下降等问题。积鼎科技针对压气机多工况下的性能挑战，构建了多物理场耦合的仿真解决方案，涵盖前置喷水冷却、发动机吞沙、吸雨吸雹三大核心场景，为压气机设计与可靠性提升提供关键技术支撑。

在前置喷水冷却仿真中，VirtualFlow 软件基于欧拉 - 拉格朗日方法，完整模拟冷却介质从喷口到压气机叶片的运动全过程，重点考虑液滴与叶片的相互作用及相变传热过程。通过液膜模型，结合液膜速度方程与平均速度方程，可精准分析液膜在叶片表面的流动与传热规律，为冷却系统参数优化提供依据，有效提升压气机冷却效率，避免叶片过热损坏。

针对发动机吞沙工况，软件采用 DPM解决方案，实现沙尘颗粒运动与压气机气动的双向耦合计算。通过欧拉 - 拉格朗日方法，追踪不同粒径、密度沙尘颗粒的轨迹与数量，结合冲蚀半经验公式，综合颗粒物性、冲击速度、入射角等因素，计算沙尘对叶片的冲蚀程度。用户可根据 Stokes 数选择单向或双向耦合模式，在保证计算精度的同时兼顾效率，为压气机叶片材料选择、结构优化及维护周期制定提供数据支持。

在吸雨吸雹仿真方面，VirtualFlow 软件构建了多尺度颗粒模拟能力，提供差异化解决方案：对于雨滴，考虑其破碎、碰撞聚并、蒸发传热及与高温壁面的相互作用；对于冰雹，重点模拟大颗粒运动与空气的双向动量耦合、颗粒间碰撞及相变过程。软件支持多核CPU迭代与众核细粒度GPU并行计算，结合 DEM模拟粒子间相互作用，可精准计算雨滴 / 冰雹对叶片的压力冲击、对入口气体状态的影响及压气机效率变化，为发动机极端天气适应性设计提供可靠仿真工具。

流固热耦合与机械润滑双轮驱动，完善航发仿真技术矩阵

除燃烧室与压气机外，积鼎科技还针对航空发动机涡轮、火焰筒、航电系统等关键部件，推出流固热耦合与机械润滑仿真解决方案，进一步完善了航发全系统仿真技术矩阵，为发动机热管理与机械可靠性提升提供有力保障。

在流固热耦合仿真中，VirtualFlow 软件聚焦涡轮、燃烧室/火焰筒、机翼防除冰、航电冷却等场景，实现流体与固体之间热流与温度的精准耦合求解。针对涡轮外部高温燃气与内部冷却流道的复杂传热过程，软件采用 IST技术与壁面温度重构方法，结合笛卡尔网格与切割体网格，精准捕捉流固界面热交换规律；对于燃烧室/火焰筒，考虑外部冷却气流与内部燃气的多相流与化学反应，通过共轭传热模型计算固体内部及表面温度分布，避免部件因局部过热引发烧蚀失效。此外，软件还支持蒸发循环相变换热仿真，可应用于航电系统气冷/液冷设计，助力提升航电设备运行稳定性。

循环相变仿真

在机械润滑仿真领域，VirtualFlow 软件依托 IST 网格技术，实现了对刚体运动的高效处理，可实时追踪流固界面，操作更便捷、计算效率更高。软件支持单相与多相流机械润滑仿真，结合 Level-set 或 VOF 模型与共轭换热模型，可模拟泵阀系统、旋转机械等部件的润滑过程，分析润滑油膜分布、压力场与温度场，为机械部件磨损控制、寿命延长提供仿真支持。

离心泵空气排出仿真

开放合作，共筑航发产业创新生态

本次展会期间，积鼎科技不仅展示了航空发动机流体仿真的核心技术与应用成果，还与国内多家主机厂、科研院所及核心零部件企业达成了合作意向。积鼎始终围绕 “更高精度、更高效率、更全场景” 的目标，持续迭代自研软件功能，拓展仿真应用边界，助力用户快速掌握仿真技术，提升自主研发能力，为我国航空发动机产业高质量发展注入更强动力。

活动现场