本文關(guān)鍵詞：高壓高雷諾數(shù)下實驗室尺度湍流火焰射流的大渦模擬

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【摘要】：燃燒作為當(dāng)代社會為人類提供能源的主要方式,對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究是必要的。該領(lǐng)域的研究對于燃燒器的設(shè)計、燃燒效率的提高以及燃燒污染物生成率的降低具有重要意義。在實驗領(lǐng)域?qū)θ紵F(xiàn)象的系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)初。但昂貴的設(shè)備費(fèi)用及實驗觀測的準(zhǔn)確度等問題在某種程度上制約了研究的發(fā)展。隨著20世紀(jì)中葉計算機(jī)的發(fā)明,用計算機(jī)對燃燒現(xiàn)象進(jìn)行模擬成為可能,而大規(guī)模并行計算技術(shù)的出現(xiàn)也大大提高了計算的速度與效率。高性能計算在燃燒領(lǐng)域已經(jīng)有了較為廣泛的研究。雷諾平均法(RANS)是第一個用于工業(yè)化生產(chǎn)的數(shù)值模擬方法。但是該方法的主要問題在于無法對湍流燃燒現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測。直接數(shù)值模擬(DNS)能偶對所有的空間尺度和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬并表征流場及燃燒過程,但該方法對計算設(shè)備過高的消耗與依賴導(dǎo)致其不能高效應(yīng)用。大渦模擬(LES)在湍流燃燒領(lǐng)域的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代,因此是一種相對較新的方法。在發(fā)展的過程中,大渦模擬已經(jīng)被應(yīng)用于包括湍流燃燒流場分析、污染物預(yù)測等研究領(lǐng)域。該數(shù)值模擬方法也將是本文的關(guān)注重點。燃燒問題和流體的流場分析略有不同,化學(xué)模型的加入是研究中的一個必要過程。化學(xué)反應(yīng)和湍流流動在小尺度上的互相影響也促成了湍流燃燒的復(fù)雜性。在化學(xué)模型的構(gòu)建上,本文針對研究的非預(yù)混火焰,分別采用兩種不同的模型,Burke-Schumann模型和穩(wěn)態(tài)小火焰模型,對湍流射流火焰進(jìn)行建模,并比較兩者在精度上的差異。同時將在穩(wěn)態(tài)小火焰模型的基礎(chǔ)上提出針對三維平板湍流射流火焰更為準(zhǔn)確的計算方法。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK16

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1235529