定容燃烧弹中预混湍流燃烧的数值模拟

1

作者 蒋德明 刘亮 杨迪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期10-14,38,共6页

发展了一种新型预混湍流燃烧的数值模型．该模型基于准维模型的基本思想，摒弃了湍流燃烧速度模型，以数值生成的湍流场对火焰前锋面的客观影响推动燃烧计算过程，消除了人为经验的作用．利用模拟得到的湍流速度场，实现了对火焰几何形... 发展了一种新型预混湍流燃烧的数值模型．该模型基于准维模型的基本思想，摒弃了湍流燃烧速度模型，以数值生成的湍流场对火焰前锋面的客观影响推动燃烧计算过程，消除了人为经验的作用．利用模拟得到的湍流速度场，实现了对火焰几何形状的二维模拟．利用该模型，计算和讨论了当量燃空比分别为０．９和０．７时，定容燃烧弹中预混湍流燃烧的特点，以及湍流强度和湍流标尺对燃烧的影响．模型的模拟结果和实验结果有很好的吻合性，这说明模型是合理的． 展开更多

关键词 燃烧 预混湍流燃烧 定容燃烧弹 数值模拟

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可控流场尺度预混湍流燃烧器及其火焰结构分析

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作者 余芊芊 王金华 +2 位作者 张玮杰 张猛 黄佐华 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期10-17,共8页

为了研究单一湍流场参数对预混湍流火焰结构的影响,以及拓宽湍流场的强度和尺度范围,发展了一套可变结构的预混湍流燃烧器。采用恒温型热线风速仪标定流场,得到了一系列湍流参数。流场标定结果表明:该燃烧器能显著拓宽湍流强度和尺度范... 为了研究单一湍流场参数对预混湍流火焰结构的影响,以及拓宽湍流场的强度和尺度范围,发展了一套可变结构的预混湍流燃烧器。采用恒温型热线风速仪标定流场,得到了一系列湍流参数。流场标定结果表明:该燃烧器能显著拓宽湍流强度和尺度范围,并能利用不同几何结构产生多种可控流场,实现研究单一湍流参数对湍流燃烧速度和火焰结构影响的目的。选用有代表性的15种湍流孔板组合结构,利用OH-PLIF燃烧激光诊断技术,开展了湍流燃烧实验,结果表明:湍流强度的增大(1<u′/S_(L,0)<10)使得湍流火焰分区扩展到了薄层反应区,火焰面破碎程度明显增强,孤岛结构明显增多。高宏观雷诺数下,积分尺度的增长对湍流燃烧速度起抑制作用,可能存在临界宏观雷诺数Rec,能够表现流体惯性力占主导地位的程度,决定积分尺度对湍流燃烧速度的影响效果。积分尺度能量大,扰动能力强,故积分尺度越大,火焰体积越大;但过高的湍流强度会使火焰面褶皱更加剧烈,小尺度叠加在大尺度上的程度增强,最终也使火焰体积显著增大,掩盖了积分尺度对火焰体积的影响,说明积分尺度(表征大尺度)不如湍流强度(表征叠加小尺度的程度)对火焰放热率影响大。 展开更多

关键词 预混湍流燃烧 湍流强度 湍流尺度 湍流燃烧速度 火焰体积

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湍流预混燃烧条件下的壁面热流模型

3

作者 李坤霖 王利坡 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第3期263-270,共8页

针对统计稳态的对冲构型预混湍流燃烧的等温壁面热流计算进行建模.为排除实验或数值中可能出现不确定性,选用三维的直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果作为对比参考.计算结果表明该模型具备在不同过滤尺度下衡量壁面... 针对统计稳态的对冲构型预混湍流燃烧的等温壁面热流计算进行建模.为排除实验或数值中可能出现不确定性,选用三维的直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)的结果作为对比参考.计算结果表明该模型具备在不同过滤尺度下衡量壁面热流统计信息的能力,并且比直接采用过滤后温度梯度及湍流导热系数以衡量壁面热流的方法表现更好.模型在不同过滤尺度下表现出良好的预测稳定性,另外将该模型植入已有求解器十分简单便捷. 展开更多

关键词 壁面热流建模 预混湍流燃烧 火焰壁面作用

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轴向双级氨/甲烷湍流预混火焰燃烧特性及NO生成 被引量：1

4

作者 张泽雨 王平 +4 位作者 戴凯论 钱伟佳 Subhajit Roy 帅瑞洋 Antonio Ferrante 《化工学报》 北大核心 2025年第2期835-845,共11页

氨气燃烧面临着氮氧化物排放高、燃烧稳定性差等问题,而分级燃烧概念是解决上述问题的途径之一,但其中复杂的燃烧特性尚不明确。为此,对一个自主设计的轴向空气分级氨气-甲烷湍流燃烧装置开展了详细的实验测量和大涡模拟研究。以氨/甲... 氨气燃烧面临着氮氧化物排放高、燃烧稳定性差等问题,而分级燃烧概念是解决上述问题的途径之一,但其中复杂的燃烧特性尚不明确。为此,对一个自主设计的轴向空气分级氨气-甲烷湍流燃烧装置开展了详细的实验测量和大涡模拟研究。以氨/甲烷的混合物为燃料,首级当量比保持为1.2,总当量比在0.4~0.9变化,通过实验测量获得一氧化氮(NO)随总当量比的变化特性,采用大涡模拟结合动态火焰增厚模型对3个燃烧状态进行计算分析,计算结果与实验数据吻合良好。研究表明:随着总当量比的减小,NO排放呈增加的趋势;燃烧室内存在两种燃烧模式,上游是金黄色的含氨燃气富燃预混火焰,下游则是淡蓝色的氢气-空气扩散火焰为主;一级燃烧室中,NO排放主要受OH影响,而二级燃烧室中NO生成受OH影响变小。 展开更多

关键词 双级氨气燃烧 湍流预混燃烧 一氧化氮排放 数值模拟 燃烧实验测量

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钝体燃烧器湍流预混燃烧流动特性分析 被引量：6

5

作者 尹航 钟仕立 +1 位作者 戴韧 何定兵 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期101-105,111,共6页

采用粒子图像测速技术对钝体燃烧器出口下游流场进行了测量,比较分析了冷、热态流动结构以及速度对流场特性的影响.结果表明:钝体燃烧器冷、热态流动特性具有明显差异:冷态流场属于环流主导型,中心轴线上有前、后两个滞止点;而热态流场... 采用粒子图像测速技术对钝体燃烧器出口下游流场进行了测量,比较分析了冷、热态流动结构以及速度对流场特性的影响.结果表明:钝体燃烧器冷、热态流动特性具有明显差异:冷态流场属于环流主导型,中心轴线上有前、后两个滞止点;而热态流场表现为射流主导型结构,并且随着中心射流流速的增大射流的主导作用增大,中心轴线上没有出现滞止点,并且中心轴线上速度最小值随着中心射流流速增大而减小且接近燃烧器出口,随着速度比的增大而增大且远离燃烧器出口;冷态条件下靠近燃烧器出口处湍动能较大,热态条件下燃烧器下游的湍动能较大,速度较高的工况具有较大的湍动能. 展开更多

关键词 钝体 湍流预混燃烧 速度比 粒子图像测速技术 流场结构

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湍流预混燃烧火焰结构的分形维数特征研究 被引量：3

6

作者 杜青 张军 +3 位作者 尹君 宋东先 孟艳玲 朱棣 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期214-220,共7页

发动机湍流预混燃烧的火焰结构具有自相似性,将分形技术这一新的非线性方法技术引入对湍流预混火焰结构的研究中,基于自行设计的以光学发动机和高速摄像机为核心的试验系统,得到了湍流预混燃烧的火焰结构图像。利用修正数盒法的分形图... 发动机湍流预混燃烧的火焰结构具有自相似性,将分形技术这一新的非线性方法技术引入对湍流预混火焰结构的研究中,基于自行设计的以光学发动机和高速摄像机为核心的试验系统,得到了湍流预混燃烧的火焰结构图像。利用修正数盒法的分形图像处理方法,得到了描述湍流预混燃烧火焰的分形维数特征。在此基础上,对于发动机转速、空燃比、点火提前角和燃料性质等参数对火焰分形维数的影响规律进行了探索性的研究。研究结果表明,湍流预混燃烧火焰的分形维数在燃烧期内先随曲轴转角增加而增加,在达到最大值后,随曲轴转角增加而减小,证明在燃烧中期,火焰锋面具有最大的扭曲度;发动机转速的增加、点火角的提前、混合气的加浓均会使燃烧火焰的分形维数均有不同程度的增加。因此表明上述因素会使燃烧进行得更为剧烈,火焰结构的扭曲程度加强,火焰传播速度加剧。 展开更多

关键词 自相似性 湍流预混燃烧 分形维数

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旋流贫预混燃烧湍流特性的大涡模拟 被引量：1

7

作者 隋春杰 杨帆 孔文俊 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期22-28,共7页

针对一个非受限强旋流CH_4/空气贫预混燃烧器的冷态工况和燃烧工况进行大涡模拟,建立了基于两步简化机理的改进代数二阶矩燃烧模型,模拟得到与实验数据相符的结果.为了进一步分析化学反应对湍流流动的影响,应用了空间关联函数和湍流能... 针对一个非受限强旋流CH_4/空气贫预混燃烧器的冷态工况和燃烧工况进行大涡模拟,建立了基于两步简化机理的改进代数二阶矩燃烧模型,模拟得到与实验数据相符的结果.为了进一步分析化学反应对湍流流动的影响,应用了空间关联函数和湍流能谱分析方法处理模拟结果,模拟结果显示燃烧增强了湍流涡团的能量. 展开更多

关键词 大涡模拟 改进代数二阶矩燃烧模型 湍流预混燃烧

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湍流预混燃烧逆梯度输运分布的数值研究 被引量：1

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作者 虞达礼 陈方 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期840-846,共7页

为了研究湍流预混火焰中逆梯度输运现象的发展、空间分布规律和相关流场控制因素,基于湍流火焰封闭模型(Turbulent Flame Closure,TFC)机理进行准一维分析,得出了当地标量通量的逆梯度输运分量随预混燃烧反应进度变量的关系。通过Morea... 为了研究湍流预混火焰中逆梯度输运现象的发展、空间分布规律和相关流场控制因素,基于湍流火焰封闭模型(Turbulent Flame Closure,TFC)机理进行准一维分析,得出了当地标量通量的逆梯度输运分量随预混燃烧反应进度变量的关系。通过Moreau燃烧室模型的数值模拟,验证了准一维分析结果的适用性。在此基础上,通过多工况计算,对比研究了密度比对流场逆梯度输运分布的影响。结果表明:预混燃烧流场中标量通量的逆梯度输运现象总发生在火焰中更靠近未燃混合物一侧;增大密度比,流场逆梯度输运特性增强且其区域向反应物侧靠拢。 展开更多

关键词 湍流预混燃烧 逆梯度输运 湍流火焰封闭模型 准一维计算

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部分预混超声速燃烧火焰面模式研究综述 被引量：12

9

作者 孙明波 范周琴 +2 位作者 梁剑寒 刘卫东 王振国 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期634-641,共8页

采用部分预混火焰面模式建模与仿真已经成为超声速燃烧数值研究的主要趋势之一.系统回顾了超声速燃烧火焰面模式的发展历程,针对其应用的两个基本问题进行总结:一是火焰面模式在超声速燃烧中的物理存在问题,二是超声速燃烧火焰面模式的... 采用部分预混火焰面模式建模与仿真已经成为超声速燃烧数值研究的主要趋势之一.系统回顾了超声速燃烧火焰面模式的发展历程,针对其应用的两个基本问题进行总结:一是火焰面模式在超声速燃烧中的物理存在问题,二是超声速燃烧火焰面模式的建模问题.重点分析了火焰面模式应用于超声速燃烧的难点,提出了超声速燃烧火焰面模式建模应兼顾的问题. 展开更多

关键词 部分预混湍流燃烧 火焰模式 火焰面模式 超声速燃烧

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预混湍流火焰结构的分形特征 被引量：8

10

作者 蒋德明 马凡华 杨迪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期22-24,共3页

使用分形几何学的方法，对由高速纹影摄影法获得的容弹内预混湍流火焰照片进行了处理．结果表明，容弹内预混湍流火焰结构具有分形特征，可以用分数维数来定量描述其折皱。

关键词 火焰结构 分形几何 燃烧学 预混湍流燃烧 发动机

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针对射流火焰的条件矩封闭模型研究

11

作者 蒋勇 邱榕 宋崇林 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期388-393,共6页

针对较低Reynolds数下的射流火焰,使用直接数值模拟(DNS)数据,研究单条件矩和双条件矩封闭模型应用于此类火焰计算的特点和可行性.结果表明,单条件矩封闭模型在较小标量耗散率下能够较好地预测火焰结构,但在较大标量耗散率下则过高估计... 针对较低Reynolds数下的射流火焰,使用直接数值模拟(DNS)数据,研究单条件矩和双条件矩封闭模型应用于此类火焰计算的特点和可行性.结果表明,单条件矩封闭模型在较小标量耗散率下能够较好地预测火焰结构,但在较大标量耗散率下则过高估计了火焰温度.双条件矩封闭模型可以改善预测精度,其模型系数α0、β0和γ0具有稳态特点. 展开更多

关键词 射流火焰 条件矩封闭 湍流非预混燃烧

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