發(fā)布時間：2017-11-29 00:20

  本文關鍵詞：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】：燃燒作為當代社會為人類提供能源的主要方式,對其進行系統(tǒng)的研究是必要的。該領域的研究對于燃燒器的設計、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。在實驗領域對燃燒現(xiàn)象的系統(tǒng)研究始于20世紀初。但昂貴的設備費用及實驗觀測的準確度等問題在某種程度上制約了研究的發(fā)展。隨著20世紀中葉計算機的發(fā)明,用計算機對燃燒現(xiàn)象進行模擬成為可能,而大規(guī)模并行計算技術的出現(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)象進行準確的預測。直接數(shù)值模擬(DNS)能偶對所有的空間尺度和化學反應進行準確的模擬并表征流場及燃燒過程,但該方法對計算設備過高的消耗與依賴導致其不能高效應用。大渦模擬(LES)在湍流燃燒領域的應用始于20世紀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)被應用于包括湍流燃燒流場分析、污染物預測等研究領域。該數(shù)值模擬方法也將是本文的關注重點。燃燒問題和流體的流場分析略有不同,化學模型的加入是研究中的一個必要過程�；瘜W反應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雜性。在化學模型的構建上,本文針對研究的非預混火焰,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)小火焰模型的基礎上提出針對三維平板湍流射流火焰更為準確的計算方法。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK16

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本文編號：1235529