文档介绍：第卷第期工程热物理学报,
年月
二阶矩湍流燃烧模型的考虑浮力的
及检验
王方‘周力行“许春晓“黄勇‘
北京航空航天大学能源与动力工程学院热能工程系航空发动机气动热力重点实验室, 北京
清华大学工程力学系, 北京
摘要本文用谱方法对考虑浮力的三维槽道湍流反应流动进行了直接模拟, 用直接模拟统计结果对二阶矩亚网格湍流
燃烧模型一进行了检验, 结果显示一模型具有合理性。进一步用一模型成功预报了甲烷一空
。
气射流火焰, 其统计结果显示了模拟中代数燃烧模型的合理性
关键词槽道反应流动直接模拟大涡模拟湍流燃烧模型
中图分类号文献标识码文章编号一一一
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前言。
足本文用谱方法对考虑浮力的三维槽道湍流反
,
湍流燃烧近年来得到广泛的研究和应用应流动进行, 用的统计数据检验的
。,
亚网格封闭模型是其关键现有的亚网格燃烧模型亚网格湍流燃烧模型, 并用这种亚网格嫩烧模型对
,
例如层流小火焰模型不能给出全部令人满意的结甲烷射流火焰进行大涡模拟, 再用统计结果检
。
果例如‘用亚网格层流小火焰模型模拟验模拟的代数燃烧模型。
了丙烷一空气射流燃烧, 所得到的进口附近的统计
结果和测量结果不符。本文的前二作者提出了二阶直接模拟控制方程及其数值方法
矩湍流燃烧模型, 分别用于射流和旋流燃烧
的模拟和旋流燃烧的, 已取得和实验数所用的瞬时反应动力学取为、形
。
, 。、
据符合的效果但是该模型需要有进一步的检验二, 二一,
式的尸姚‘‘长法一步总’包反应’’瞬
, 一
最近几年湍流燃烧的取得了可观的进又一一一一
展, 但用检验亚网格模型的研究尚嫌不时连续方程和组分方程详见文献, 在动量方程中
收稿日期一修订日期一一
基金项目凡舟基金国家自然科学基金
。
作者简介王方一, 女满族, 辽宁本溪人, 博士, 主要从事多相湍流燃烧研究
工程热物理学报卷
按照溢近似, 引入和温度相关的源项, 考对全部三个工况, 直接模拟统计数据得到的关
虑浮力的作用联量和二阶矩亚网格湍流燃烧模型的模拟值趋势一
, , 一。
口, , , 口, 口”口口视、口祝八致数值相近说明模型有其合理性
, 二, 一十廿下下二一二一一夕二尸下‘乙一于,
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凡二凡凡一代表温度差引起的浮
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力对速度场的影响三个模拟工况中的指数前因子
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均为萨, 放热率均为在工况中日
为, 附加力项为一, 工况
中为, 附加力项为凡, 工况
, 加。文一一
中为附力项为凡本采‘
用的展开见文, 边界和示
谱方法详献【条件计算域图平均流向速度分布
。
意图详见文献一
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大涡模拟的控制方程、数值方法和
化学反应动力学
勺乙、,、八曰
方程组、亚网格模型、数值方法及甲烷一空
气燃烧的层流反应动力学表达式详见文献, 模拟
所用的网格在射流出口附近取为, 在整个
反应区小于, 时间步长是已、。