基于火焰面的大涡模拟中条件标量耗散率的模型 被引量：2

1

作者 王海峰 蔡晓丹 陈义良 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第5期469-474,共6页

评估了映射封闭模型、对撞流模型、来自均匀湍流PDF输运方程的模型和一个唯象模型.结果表明,虽然映射封闭模型和对撞流模型使用不同的方法推导,并且具有不同的形式,但它们给出了完全一样的结果.在均匀湍流中,当标量方差很大时,映射封闭... 评估了映射封闭模型、对撞流模型、来自均匀湍流PDF输运方程的模型和一个唯象模型.结果表明,虽然映射封闭模型和对撞流模型使用不同的方法推导,并且具有不同的形式,但它们给出了完全一样的结果.在均匀湍流中,当标量方差很大时,映射封闭模型和对撞流模型给出的结果非常接近精确解,然而在标量方差很小或者当量位置的标量值和标量平均值之间存在很大差异时,映射封闭模型和对撞流模型不符合物理实际.这些结论通过直接数值模拟的结果来验证. 展开更多

关键词 火焰面模型 大涡模拟 标量耗散率 映射封闭

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氢气喷射火的大涡模拟 被引量：11

2

作者 付佳佳 王昌建 +1 位作者 秦俊 李建 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期473-477,共5页

基于OpenFOAM平台,嵌入基于大涡模拟思想的涡耗散概念燃烧模型改进的fvDOM辐射计算模型,采用氢单步化学反应模型来计算细结构的反应速率.对不同喷射速度和喷口直径的低速氢喷射火进行模拟.结果表明,采用该计算模型获得的火焰高度与理论... 基于OpenFOAM平台,嵌入基于大涡模拟思想的涡耗散概念燃烧模型改进的fvDOM辐射计算模型,采用氢单步化学反应模型来计算细结构的反应速率.对不同喷射速度和喷口直径的低速氢喷射火进行模拟.结果表明,采用该计算模型获得的火焰高度与理论预测值基本一致;随着氢喷射速度的增大,火焰高度增加,喷射火最高温度降低,但最高温度点的位置上升;随着氢喷口直径增大,火焰高度增加,最高温度点的位置上移,但火焰最高温度基本维持不变. 展开更多

关键词 氢安全 喷射火 大涡模拟 涡耗散概念燃烧模型

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煤气化数值模拟中湍流气相反应模型的比较研究 被引量：7

3

作者 刘臻 管清亮 +2 位作者 张建胜 刘兵 李文华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2520-2526,共7页

为获得煤气化炉数值模拟研究中常用湍流气相反应模型的适用性和准确性,通过数值模拟分析比较了3种湍流气相反应模型计算的温度场、浓度场和碳转化率分布,并与实验数据进行比较。结果表明:湍流气相反应模型对气化炉火焰区温度场和浓度场... 为获得煤气化炉数值模拟研究中常用湍流气相反应模型的适用性和准确性,通过数值模拟分析比较了3种湍流气相反应模型计算的温度场、浓度场和碳转化率分布,并与实验数据进行比较。结果表明:湍流气相反应模型对气化炉火焰区温度场和浓度场计算影响较大,但是对气化炉后部影响较小;EDM模型对合成气组分的浓度分布预测误差较大;基于单混合分数的PDF模型对喷嘴出口附近的温度场和浓度场的预测结果不合理,但是对气化炉出口参数的预测较为准确;EDC模型预测结果良好,但是会高估火焰温度,进一步考虑基元反应和详细化学反应机理可以改善EDC模型对火焰温度的预测。 展开更多

关键词 煤气化 湍流化学反应作用 涡耗散概念模型

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CF_3H熄灭CH_4/O_2火焰过程中产生HF的数值研究 被引量：4

4

作者 周彪 周晓猛 +2 位作者 周军学 张卓儒 赵智 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期185-190,共6页

三氟甲烷(CF_3H,HFC-23)是一种优良的哈龙替代物,在目前的气体灭火介质市场占据显著的位置。然而,在三氟甲烷和火焰作用的过程中产生的HF不仅对火灾现场设备具有严重的腐蚀,而且对灭火现场人员具有严重的伤害。首先采用κ-ε涡黏湍流模... 三氟甲烷(CF_3H,HFC-23)是一种优良的哈龙替代物,在目前的气体灭火介质市场占据显著的位置。然而,在三氟甲烷和火焰作用的过程中产生的HF不仅对火灾现场设备具有严重的腐蚀,而且对灭火现场人员具有严重的伤害。首先采用κ-ε涡黏湍流模型,对CF_3H熄灭CH_4/O_2的二维稳态湍流非预混燃烧进行数值分析,讨论杯式燃烧器中CF_3H熄灭CH_4/O_2火焰过程中HF组分变化规律,通过改变初始参数分析CF_3H浓度、CH_4/O_2配比对HF生成量的影响;采用CHEMKIN 4.0程序模拟CF_3H熄灭CH_4/O_2火焰中温度、反应物、主产物和自由基浓度随火焰高度的变化关系。结果表明,火焰上方20～25cm的区域为HF富集区;H、CF:O为生成HF的重要中间产物,可以通过降低中间产物浓度降低HF。 展开更多

关键词 安全工程 三氟甲烷 HF edm(涡团耗散模型) CHEMKIN 4.0

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数值模拟在合成气燃气轮机燃烧室设计中的应用 被引量：36

5

作者 崔玉峰 徐纲 +1 位作者 聂超群 黄伟光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第16期109-116,共8页

采用数值模拟方法对设计燃料为天然气和柴油的某型号燃气轮机燃烧室进行了改造,使其能够高效洁净地燃烧中热值的合成气。数值计算采用了涡团耗散湍流燃烧模型、可实现k-ε湍流模型和离散坐标系辐射模型,SIMPLE压力速度耦合算法以及二阶... 采用数值模拟方法对设计燃料为天然气和柴油的某型号燃气轮机燃烧室进行了改造,使其能够高效洁净地燃烧中热值的合成气。数值计算采用了涡团耗散湍流燃烧模型、可实现k-ε湍流模型和离散坐标系辐射模型,SIMPLE压力速度耦合算法以及二阶精度迎风插值格式。对原型燃烧室进行了数值模拟研究,分析了合成气燃料的性质,对比了燃烧天然气和合成气2种燃料时燃烧室入口参数,由此确定了燃烧室改造原则。依照改造原则对原型燃烧室进行了改造,并根据数值模拟的结果对改造方案进行了多次改进,最终得到了合适的改造方案。改造过程说明:对原先燃烧天然气的燃烧室改烧中热值合成气,基本可以不改变火焰筒的结构;燃料喷射孔的面积可以按照与原型喷嘴的燃料喷射速度相同的原则确定,但需要增加旋流器的旋流数。 展开更多

关键词 燃气轮机燃烧室 中热值合成气 燃烧室改造 数值模拟 涡团耗散模型

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甲烷/空气预混火焰回火特性数值模拟 被引量：7

6

作者 吴泽俊 何小民 +2 位作者 葛佳伟 洪亮 薛冲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1347-1354,共8页

为了获得有效的预测回火极限的数值模拟方法,对甲烷/空气预混火焰进行了数值模拟。采用不同的反应机理和燃烧模型,针对一个二维轴对称的本生灯,分别对甲烷/空气预混层流火焰和湍流火焰进行了数值模拟,预测了甲烷/空气预混火焰的回火特性... 为了获得有效的预测回火极限的数值模拟方法,对甲烷/空气预混火焰进行了数值模拟。采用不同的反应机理和燃烧模型,针对一个二维轴对称的本生灯,分别对甲烷/空气预混层流火焰和湍流火焰进行了数值模拟,预测了甲烷/空气预混火焰的回火特性,并与Johnson的实验结果进行了对比。对层流火焰的模拟结果表明,采用Smooke-46反应机理能够较为准确地预测层流回火极限。而单步化学反应所预测的层流回火极限要比实验值低得多,这说明单步化学反应下的火焰更难以发生回火。对湍流火焰的模拟结果表明,涡耗散概念模型比有限速率模型更准确地预测了湍流回火极限。有限速率模型所预测的回火极限略高于实验值。 展开更多

关键词 贫油预混预蒸发 回火 数值模拟 层流有限速率模型 涡耗散概念模型

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耦合天然气详细反应机理的三维湍流预混火焰结构数值预测 被引量：6

7

作者 蒋勇 邱榕 +1 位作者 董刚 范维澄 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期109-115,共7页

以具有279机理的天然气燃烧为例,分别采用涡耗散概念EDC湍流燃烧模型、修正的涡旋破碎EBU湍流燃烧模型以及基于时均值的Arrhenius关系,对燃烧室内复杂的湍流反应流进行了三维数值模拟,并对预测结果进行了分析.结果表明,EDC模型可以较好... 以具有279机理的天然气燃烧为例,分别采用涡耗散概念EDC湍流燃烧模型、修正的涡旋破碎EBU湍流燃烧模型以及基于时均值的Arrhenius关系,对燃烧室内复杂的湍流反应流进行了三维数值模拟,并对预测结果进行了分析.结果表明,EDC模型可以较好地反映湍流化学作用,并且能够较好地描述各基元反应,从而为工程实际复杂燃烧情况下其有害排放、中间物质、自由基和痕迹物质生成机理的研究提供基础. 展开更多

关键词 详细/半详细化学反应动力学机理 模型 数值模拟 涡耗散概念

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风速梯度对海上可燃气云爆燃特性影响的数值模拟 被引量：4

8

作者 刘文鹏 金良安 +1 位作者 高占胜 苑志江 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期58-63,共6页

针对海底输气管道和燃气运输船舶发生泄漏形成可燃气云的问题,基于k-ε湍流模型,并利用涡耗散模型,数值模拟6种风速梯度（1-11 m/s）下海上可燃气云的形成和爆燃过程,研究风速梯度对气云爆燃压力和温度特性的具体影响。结果表明：随着... 针对海底输气管道和燃气运输船舶发生泄漏形成可燃气云的问题,基于k-ε湍流模型,并利用涡耗散模型,数值模拟6种风速梯度（1-11 m/s）下海上可燃气云的形成和爆燃过程,研究风速梯度对气云爆燃压力和温度特性的具体影响。结果表明：随着风速梯度的增加,稳定气云面积减小,爆燃最大压力降低,下风向低空区域的最高温度略有下降,火焰逐渐远离高空区域,直至完全停留在低空区域;在低空区域,风速梯度为1 m/s时无法形成大面积气云和持续高温,为3-11 m/s时将形成长时间、大范围的高温区。 展开更多

关键词 海上可燃气云 爆燃压力 爆燃温度 涡耗散模型 数值模拟 风速梯度

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亚燃冲压发动机燃烧室燃油浓度分布预测 被引量：5

9

作者 黄日鑫 谭永华 《火箭推进》 CAS 2008年第4期17-21,共5页

基于Fluent两相反应流场计算平台,采用涡耗散概念模型,对典型亚燃冲压发动机燃烧室的两相反应流场进行三维数值模拟计算。重点研究温度场影响下的燃油气相分布,计算给出气相燃油在火焰稳定装置前后以及内部的分布,得到燃油在亚燃冲压发... 基于Fluent两相反应流场计算平台,采用涡耗散概念模型,对典型亚燃冲压发动机燃烧室的两相反应流场进行三维数值模拟计算。重点研究温度场影响下的燃油气相分布,计算给出气相燃油在火焰稳定装置前后以及内部的分布,得到燃油在亚燃冲压发动机燃烧室内分布的一般规律。计算发现,稳定装置内部及近后方燃油分布较富,到达火焰峰以后,燃油浓度急剧下降。计算预测径向蒸发管后壁面与最外环蒸发管内的燃油富集,而中间环蒸发管燃油分布较贫,计算结果与燃烧试验结果一致。 展开更多

关键词 亚燃冲压发动机 燃烧室 燃油浓度 涡耗散概念模型

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燃烧轻气炮发射药密闭燃烧过程数值模拟 被引量：1

10

作者 游修东 张相炎 刘宁 《四川兵工学报》 CAS 2014年第8期22-24,31,共4页

针对燃烧轻气炮密闭空间轻质可燃气体燃烧控制问题,建立了燃烧室氢氧预混气体湍流反应流动模型,湍流模型采用标准k-ε双方程模型,氢氧燃烧采用EDM涡耗散模型。通过CFD方法对氢氧燃烧过程进行了数值模拟,获得了燃烧室内压力、温度及气体... 针对燃烧轻气炮密闭空间轻质可燃气体燃烧控制问题,建立了燃烧室氢氧预混气体湍流反应流动模型,湍流模型采用标准k-ε双方程模型,氢氧燃烧采用EDM涡耗散模型。通过CFD方法对氢氧燃烧过程进行了数值模拟,获得了燃烧室内压力、温度及气体组分的时空分布变化过程,分析了不同装填条件对氢氧燃烧过程的影响规律。研究结果对燃烧轻气炮氢氧预混气体燃烧过程控制具有指导意义。 展开更多

关键词 预混燃烧 涡耗散燃烧模型 CFD 燃烧轻气炮

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障碍物投影长度对海上可燃气云爆燃特性影响

11

作者 高占胜 刘文鹏 +1 位作者 金良安 蒋晓刚 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第11期88-92,共5页

针对海上运输和军事行动中可燃气泄漏形成气云等问题,利用涡耗散模型,对6种障碍物投影长度(0 m^180 m)下海上可燃气云的形成和爆燃过程进行了数值模拟,重点研究障碍物表面及周围气云爆燃压力和温度特性的具体变化规律。结果表明,存在障... 针对海上运输和军事行动中可燃气泄漏形成气云等问题,利用涡耗散模型,对6种障碍物投影长度(0 m^180 m)下海上可燃气云的形成和爆燃过程进行了数值模拟,重点研究障碍物表面及周围气云爆燃压力和温度特性的具体变化规律。结果表明,存在障碍物时气云湍流性增强,可燃气浓度分布更加不均匀;随着投影长度的增加,障碍物前方最大爆燃压力略增,但前表面无法形成持续高温;上方最大压力略降,投影长度小于100 m时高温持续时间显著增加;后方最大压力骤降,投影长度大于100 m时高温持续时间大幅缩短。结果可用于预测和评估不同投影长度下气云爆燃对船舶等障碍物的危害,为交通运输和军事行动中的安全防护等实际应用提供参考。 展开更多

关键词 海上可燃气云 爆燃特性 涡耗散模型 数值模拟 障碍物投影长度

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空燃比对固体火箭超燃冲压发动机性能的影响 被引量：4

12

作者 刘仔 陈林泉 吴秋 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期93-95,101,共4页

为了研究空燃比对固体火箭超燃冲压发动机补燃室性能的影响,文中对不同空燃比下补燃室掺混燃烧流场进行了模拟。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。结果表明... 为了研究空燃比对固体火箭超燃冲压发动机补燃室性能的影响,文中对不同空燃比下补燃室掺混燃烧流场进行了模拟。采用基于密度的二阶迎风格式对补燃室掺混燃烧进行模拟,湍流模型和燃烧模型分别采用SST k-ω模型和涡团耗散模型。结果表明,化学反应速率随着空燃比的增加而增大;燃烧效率与总压恢复系数随着空燃比的增大而增大;补燃室推力与比冲也随着空燃比的增大而增大。空燃比的选择原则是保证导弹武器的推阻比最佳。 展开更多

关键词 固体火箭超燃冲压发动机 空燃比 补燃室性能 SST k-ω模型 涡团耗散模型

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330MW火电机组锅炉旋流低氮燃烧技术改造及模拟分析 被引量：1

13

作者 蒙涛 康志忠 梁双荣 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2021年第6期108-114,共7页

近年来,我国大力推进燃煤发电机组超低排放改造,火电行业NO_(x)排放得到有效控制,但尚有一批早期投运的机组在节能减排方面存在技术瓶颈。国内某电厂330 MW机组锅炉为改善炉内燃烧特性和降低SCR系统入口NO_(x)浓度,对锅炉制粉系统、燃... 近年来,我国大力推进燃煤发电机组超低排放改造,火电行业NO_(x)排放得到有效控制,但尚有一批早期投运的机组在节能减排方面存在技术瓶颈。国内某电厂330 MW机组锅炉为改善炉内燃烧特性和降低SCR系统入口NO_(x)浓度,对锅炉制粉系统、燃烧器结构和布置方式等提出了一系列改造方案。为预测改造效果,利用FLUENT软件进行了数值模拟,采用考虑详细化学反应的涡耗散概念(EDC)模型来计算伴随煤粉和气体热载体混合快速热解机理的燃烧过程,其中包含了焦炭对NO的异相还原反应。通过观察炉内流场、温度场、O_(2)和NO的分布,分析了改造方案对锅炉炉内各量场、污染物排放的影响。模拟结果表明:制粉系统改造后细煤粉比表面积加大,快速热解反应条件充分,挥发分释放速率提高,氢组分及CO含量高,消耗氧量,减少了NO生成。改变燃烧器结构和布置方式改善了炉内空气动力场,炉内速度分布更均匀,各层旋流燃烧器出口回流区及还原区较明显,也有利于煤粉气流的着火和降低NO_(x)的生成。改造后炉膛出口NO_(x)排放质量浓度可由552 mg/m^(3)下降至345 mg/m^(3),与改造前后现场试验数据较为接近,且趋势相符,从而验证了模拟方法的准确性和改造方案的合理性。 展开更多

关键词 低氮燃烧技术 NO_(x)排放 涡耗散概念(EDC)模型 技术改造

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