《鈍體駐定湍流部分預混火焰的實驗和數值模擬研究》是依託中國科學技術大學，由葉桃紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈍體駐定湍流部分預混火焰的實驗和數值模擬研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：葉桃紅
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目開展鈍體駐定湍流部分預混火焰機理的實驗和數值模擬研究。採用非接觸的雷射測量技術測量鈍體駐定湍流部分預混火焰中溫度、組分濃度的空間分布，給出系統的測量結果，研究標量的統計特性；採用PIV和OH－PLIF及CH-PLIF相結合技術測量瞬態火焰結構及流場分布，研究渦與火焰的相互作用機理及鈍體駐定火焰機理。開展鈍體駐定部分預混火焰的大渦模擬，深入分析實驗中給出的標量統計特性，建立基於混合物分數和反應進度的湍流部分預混火焰亞格子燃燒模型及標量輸運模型，數值研究渦與火焰的相互作用以及鈍體駐定部分預混火焰的機理，為發展鈍體駐定火焰的燃燒室提供理論基礎及技術支持。
結題摘要
本項目對悉尼鈍體無旋等溫流場開展了大渦模擬研究，分析了流場中二維的相干渦量結構和相干標量通量，在回流區外邊緣存在正負渦交替排列的條狀相干結構，此外流場中的相干結構將組分向回流區外部和上游輸運；對分層旋流燃燒器和悉尼鈍體旋流燃燒器等溫流場開展了大渦模擬研究，三維POD分析可以清楚地表明含能較多模態的大尺度結構及不穩定性特徵；開展了高溫伴流射流擴散火焰的大渦模擬研究，基於良攪拌反應的湍流化學熱力學建表方法表明反應進度變數的機率分布對自動著火過程的模擬有重要影響，反應進度的Beta分布能夠給出合理的自動著火特徵；開展了湍流預混火焰的大渦模擬，分別對FGM亞格子燃燒模型中反應進度標量耗散率、反應進度標量的機率分布以及G方程結合FGM的模型方法做了初步研究，本生燈火焰的大渦模擬結果表明G方程結合FGM模型能夠給出合理的湍流火焰結構及厚度；開展了基於動態加厚火焰DTF模型結合FGM方法構建亞格子燃燒模型（DTF-FGM）的研究，利用反應進度變數定義的火焰指數動態確定加厚因子及反應進度變數的亞格子標量耗散率的模化進行了初步探究，對帶有中心鈍體的劍橋旋流燃燒器開展數值研究；開展了高Ka數湍流預混射流值班火焰的大渦模擬，提出一種修正的非定常PSR模型來替代線性插值的近似處理，模擬結果表明，基於自點火模型和修正的自點火模型相結合建立化學熱力學表方法均較好的預測了溫度和主要組分的分布；發展了複雜波系作用下可壓縮修正的化學熱力學建表方法，並開展了典型的超聲速燃燒室內燃燒過程的大渦模擬研究，提出了一種新的強化橫側射流混合效果的分流技術，並開展了數值分析和驗證。
