《湍流液霧燃燒的機率密度函式方法模擬的基礎研究》是依託中國科學技術大學，由朱旻明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：湍流液霧燃燒的機率密度函式方法模擬的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱旻明
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目致力於用機率密度函式方法計算湍流液霧燃燒的基礎研究。採用大渦模擬和機率密度函式方法相結合（LES/PDF）的混合算法，並與FPV（UFPV）火焰面模型結合，發展能夠計算液霧燃燒的點火，自點火，污染物排放等具有挑戰性的問題的大型計算程式。主要研究內容涉及到混合算法設計，模型改進和數值方法最佳化，並用有實驗數據的算例檢驗計算效果。具體研究內容包括液霧化學熱力學參數建表，混合分數和化學反應進度機率密度方程的模化，和氣相脈動對液霧蒸發和彌散的影響。在計算精度和計算效率間作出最佳化選擇，使得計算程式能夠面向工程套用。
結題摘要
液霧兩相流燃燒過程複雜，在工程中套用廣泛。本項目發展液霧兩相流燃燒的大渦模擬程式，用拉格朗日方法計算液相，歐拉方法求解氣相方程，用化學建表方法處理化學反應。主要目標是對建表標量的聯合機率密度函式形狀進行改進。由於液霧燃燒的多種燃燒機制共存的特點，我們研究了多種類型的建表方法，包括火焰面/反應進度模型(FPV)，預混火焰面流型生成方法(FGM)，火焰面密度模型耦合建表方法(FSD-FGM)等。採用基於矩陣分析的主成分分析法(PCA)確定建表特徵標量；研究混合分數和化學反應進度的聯合PDF；考慮蒸發影響的FPV建表方法。我們對氣相和液霧燃燒典型實驗室尺度燃燒器進行模擬，並與已有的實驗結果做了比較。本項目還通過直接數值模擬研究液霧兩相流自點火過程，目的是研究液霧燃燒中標量小尺度混合的規律。分析了自點火過程的特徵和影響因素；混合分數和標量耗散率的統計特性的演化；自點火過程的放熱指標的選擇；以及中低溫條件下液霧自點火過程的特殊現象。本項目屬於套用基礎研究，對液霧燃燒的數值模擬方法的發展有一定意義。
