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聚甲氧基二甲醚-2燃烧动力学模型及试验研究
被引量：
2
1
作者
李宁
赵玉伟
+5 位作者
魏衍举
孔祥东
余涛
武颖韬
汤成龙
刘圣华
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期98-108,共11页
采用试验研究与动力学建模相结合方法,对聚甲氧基二甲醚-2(polyoxymethylene dimethyl ethers-2,PODE_(2))的中低温燃烧特性进行了研究。基于二甲氧基甲烷(dimethoxymethane,DMM)详细反应机理,遵循基于反应类的速率准则构建了PODE_(2)...
采用试验研究与动力学建模相结合方法,对聚甲氧基二甲醚-2(polyoxymethylene dimethyl ethers-2,PODE_(2))的中低温燃烧特性进行了研究。基于二甲氧基甲烷(dimethoxymethane,DMM)详细反应机理,遵循基于反应类的速率准则构建了PODE_(2)详细化学反应动力学机理,并与文献试验数据进行了验证;在快速压缩机试验平台测量了PODE_(2)在温度范围为550~900 K,当量比为0.5、1.0、2.0时着火延迟时间,结合所构建的详细反应机理,对PODE_(2)中低温条件下自着火过程控制因素进行了分析。结果表明,所构建的PODE_(2)反应机理可以很好地再现试验测量的着火延迟时间,对文献中现有的试验数据均能给出合理的预测。PODE_(2)自着火过程呈现明显的两阶段着火现象,没有表现出负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)行为;PODE_(2)第一阶段着火延迟时间在低温段随温度呈线性变化,在720~820 K的中温范围内呈“平台”状,几乎不随温度变化。PODE_(2)低温反应活性来自于3个替代性通道,由氧加成反应开启的典型低温链分支反应序列作用被抑制。
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关键词
聚甲氧基二甲醚
化学反应
动力学
快速
压缩机
燃烧动力学
模型
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职称材料
同轴射流燃烧室非预混湍流燃烧流场特性大涡模拟研究
被引量：
1
2
作者
周瑜
乐嘉陵
黄渊
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期1514-1522,共9页
为深入研究带突扩与回流的同轴剪切射流模型燃烧室流场结构与燃烧特性,采用单步快速化学反应、火焰面与反应进度变量三种燃烧模型结合动态亚网格模型在自有CFD平台上对甲烷-空气非预混燃烧流场进行了大涡模拟。计算检验了流场时空尺度...
为深入研究带突扩与回流的同轴剪切射流模型燃烧室流场结构与燃烧特性,采用单步快速化学反应、火焰面与反应进度变量三种燃烧模型结合动态亚网格模型在自有CFD平台上对甲烷-空气非预混燃烧流场进行了大涡模拟。计算检验了流场时空尺度及网格和时间步长设置,对流场0~2s内启动并发展进入统计定常状态的非定常流动过程进行了完整模拟。燃烧室内多处监测点湍动能谱统计结果表明,轴向速度在混合剪切层内的脉动存在从约1200Hz开始的多个特征频率序列,且随着测点位置向下游移动,其对应的特征峰从高频到低频逐渐衰减消失。流向多个截面上时间平均的混合分数及温度分布结果表明,反应进度变量模型能够模拟出该流场特有的抬举火焰,与实验数据吻合程度显著优于其余两种模型,即对于该类型强剪切非预混反应流,以燃烧产物质量分数替代采用梯度粘性输运模化的混合分数耗散率进行计算更为合适。
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关键词
非预混燃烧
同轴剪切流
大涡模拟
动态亚网格
模型
单步快速化学反应模型
火焰面
模型
反应
进度变量
模型
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职称材料
航空发动机两级反向旋流燃烧室燃烧流场大涡模拟研究（英文）
被引量：
6
3
作者
周瑜
乐嘉陵
黄渊
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期1576-1589,共14页
为深入了解真实航空发动机内燃烧流场,采用动态亚网格模型结合单步快速化学反应(FC)、火焰面(FLM)及反应进度变量(FPV)等三种燃烧模型对径向两级反向旋流燃烧室单头部构型进行了大涡模拟。为避免模型简化误差,对燃烧室包括全部气膜冷却...
为深入了解真实航空发动机内燃烧流场,采用动态亚网格模型结合单步快速化学反应(FC)、火焰面(FLM)及反应进度变量(FPV)等三种燃烧模型对径向两级反向旋流燃烧室单头部构型进行了大涡模拟。为避免模型简化误差,对燃烧室包括全部气膜冷却孔在内的精细结构进行了完全仿真。在已达到统计定常状态的冷态流场基础上首先模拟了燃料喷注和掺混过程,约2.6ms后燃料到达真实的点火位置,随后采用FPV模型在半径3mm的球形区域数值模拟了点火,展示了在主燃孔横向射流作用下初始火焰沿化学恰当比混合分数等值线传播并充满整个火焰筒的发展过程,结果显示火焰到达燃烧室出口的耗时约为6～7ms。不同模型算法预测的平均温度场与CARS测量结果作了对比,LES-FPV,RANS-FPV,LES-FLM以及参考文献中RANS-FLM计算平均误差分别为3.47%,4.17%,7.76%和11.22%,表明LES改进了模拟精度,且FPV模型显著优于FLM模型。RANS-FPV预测的出口存在严重热斑,导致其给出的出口温度分布因子(OTDF)及最大径向温度分布因子(RTDF)值分别达到0.593和0.313;LES-FPV结果均匀性最好,其预测值分别为0.284和0.193。
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关键词
航空发动机燃烧室
反向双旋流
大涡模拟
动态亚网格
模型
快速
化学反应
模型
火焰面
模型
反应
进度变量
模型
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职称材料
题名
聚甲氧基二甲醚-2燃烧动力学模型及试验研究
被引量：
2
1
作者
李宁
赵玉伟
魏衍举
孔祥东
余涛
武颖韬
汤成龙
刘圣华
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
空军工程大学防空反导学院
出处
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期98-108,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52106191,52176128)。
文摘
采用试验研究与动力学建模相结合方法,对聚甲氧基二甲醚-2(polyoxymethylene dimethyl ethers-2,PODE_(2))的中低温燃烧特性进行了研究。基于二甲氧基甲烷(dimethoxymethane,DMM)详细反应机理,遵循基于反应类的速率准则构建了PODE_(2)详细化学反应动力学机理,并与文献试验数据进行了验证;在快速压缩机试验平台测量了PODE_(2)在温度范围为550~900 K,当量比为0.5、1.0、2.0时着火延迟时间,结合所构建的详细反应机理,对PODE_(2)中低温条件下自着火过程控制因素进行了分析。结果表明,所构建的PODE_(2)反应机理可以很好地再现试验测量的着火延迟时间,对文献中现有的试验数据均能给出合理的预测。PODE_(2)自着火过程呈现明显的两阶段着火现象,没有表现出负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)行为;PODE_(2)第一阶段着火延迟时间在低温段随温度呈线性变化,在720~820 K的中温范围内呈“平台”状,几乎不随温度变化。PODE_(2)低温反应活性来自于3个替代性通道,由氧加成反应开启的典型低温链分支反应序列作用被抑制。
关键词
聚甲氧基二甲醚
化学反应
动力学
快速
压缩机
燃烧动力学
模型
Keywords
polyoxymethylene dimethyl ethers(PODE)
chemical reaction kinetics
rapid compression machine
combustion kinetic model
分类号
TK464 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
同轴射流燃烧室非预混湍流燃烧流场特性大涡模拟研究
被引量：
1
2
作者
周瑜
乐嘉陵
黄渊
机构
西北工业大学动力与能源学院
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期1514-1522,共9页
文摘
为深入研究带突扩与回流的同轴剪切射流模型燃烧室流场结构与燃烧特性,采用单步快速化学反应、火焰面与反应进度变量三种燃烧模型结合动态亚网格模型在自有CFD平台上对甲烷-空气非预混燃烧流场进行了大涡模拟。计算检验了流场时空尺度及网格和时间步长设置,对流场0~2s内启动并发展进入统计定常状态的非定常流动过程进行了完整模拟。燃烧室内多处监测点湍动能谱统计结果表明,轴向速度在混合剪切层内的脉动存在从约1200Hz开始的多个特征频率序列,且随着测点位置向下游移动,其对应的特征峰从高频到低频逐渐衰减消失。流向多个截面上时间平均的混合分数及温度分布结果表明,反应进度变量模型能够模拟出该流场特有的抬举火焰,与实验数据吻合程度显著优于其余两种模型,即对于该类型强剪切非预混反应流,以燃烧产物质量分数替代采用梯度粘性输运模化的混合分数耗散率进行计算更为合适。
关键词
非预混燃烧
同轴剪切流
大涡模拟
动态亚网格
模型
单步快速化学反应模型
火焰面
模型
反应
进度变量
模型
Keywords
Non-premixed combustion
Coaxial shear flow
Large eddy simulation
Dynamic smagorinsky model
Single-step fast chemistry model
Flamelet model
Progress-variable model
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
航空发动机两级反向旋流燃烧室燃烧流场大涡模拟研究（英文）
被引量：
6
3
作者
周瑜
乐嘉陵
黄渊
机构
西北工业大学动力与能源学院
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期1576-1589,共14页
基金
国家自然科学基金(9164120019)
文摘
为深入了解真实航空发动机内燃烧流场,采用动态亚网格模型结合单步快速化学反应(FC)、火焰面(FLM)及反应进度变量(FPV)等三种燃烧模型对径向两级反向旋流燃烧室单头部构型进行了大涡模拟。为避免模型简化误差,对燃烧室包括全部气膜冷却孔在内的精细结构进行了完全仿真。在已达到统计定常状态的冷态流场基础上首先模拟了燃料喷注和掺混过程,约2.6ms后燃料到达真实的点火位置,随后采用FPV模型在半径3mm的球形区域数值模拟了点火,展示了在主燃孔横向射流作用下初始火焰沿化学恰当比混合分数等值线传播并充满整个火焰筒的发展过程,结果显示火焰到达燃烧室出口的耗时约为6～7ms。不同模型算法预测的平均温度场与CARS测量结果作了对比,LES-FPV,RANS-FPV,LES-FLM以及参考文献中RANS-FLM计算平均误差分别为3.47%,4.17%,7.76%和11.22%,表明LES改进了模拟精度,且FPV模型显著优于FLM模型。RANS-FPV预测的出口存在严重热斑,导致其给出的出口温度分布因子(OTDF)及最大径向温度分布因子(RTDF)值分别达到0.593和0.313;LES-FPV结果均匀性最好,其预测值分别为0.284和0.193。
关键词
航空发动机燃烧室
反向双旋流
大涡模拟
动态亚网格
模型
快速
化学反应
模型
火焰面
模型
反应
进度变量
模型
Keywords
Aeroengine combustor
Counter-rotating swirler
Large eddy simulation
Dynamic Smagorinsky model
Fast chemistry model
Flamelet model
Progress variable model
分类号
V231.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
聚甲氧基二甲醚-2燃烧动力学模型及试验研究
李宁
赵玉伟
魏衍举
孔祥东
余涛
武颖韬
汤成龙
刘圣华
《内燃机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
同轴射流燃烧室非预混湍流燃烧流场特性大涡模拟研究
周瑜
乐嘉陵
黄渊
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
航空发动机两级反向旋流燃烧室燃烧流场大涡模拟研究（英文）
周瑜
乐嘉陵
黄渊
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
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职称材料
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