CFD/DSMC耦合法在微尺度氣體流動與燃燒中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-01-23 17:57
減少燃燒過程中的污染物排放、提高燃燒效率是當(dāng)前燃燒領(lǐng)域研究的兩大課題。在眾多新型先進(jìn)的燃燒技術(shù)中,多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)在近二十年的學(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注,成為可望解決上述兩大問題的一個有效途徑。國內(nèi)外迄今為止對過濾燃燒的研究,盡管已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展和可喜的成果,仍存在諸多問題和空白領(lǐng)域,特別對于基礎(chǔ)性的科學(xué)問題,有待深入研究和探明。其研究方法,由宏觀到微觀可歸納為計算流體動力學(xué)(CFD)方法、直接模擬蒙特卡洛(DSMC)方法以及分子動力學(xué)(MD)方法等。已有研究資料表明,采用單一方法很難在計算資源有限的情況下,兼顧相對宏觀的流場與局部的微觀效應(yīng),因此本文就微尺度條件下的氣體流動與燃燒等特性,在CFD方法和DSMC方法耦合的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值研究,以期增強(qiáng)對多孔介質(zhì)局部范圍內(nèi)流動、燃燒等現(xiàn)象的了解,對諸如醫(yī)藥、化工、生物、航空航天等其他領(lǐng)域的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件的設(shè)計與研發(fā)亦有所啟發(fā)。首先,本文應(yīng)用CFD/DSMC耦合迭代的算法,結(jié)合平滑與粗糙兩種壁面邊界條件,對寬501μm,假定無限長的微型管道內(nèi)的氣體流動與傳熱進(jìn)行模擬研究,發(fā)現(xiàn):在本文所設(shè)定算例中,與采用單純的CFD方法相比...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 微尺度流動和傳熱的研究現(xiàn)狀
1.2.1 實驗研究
1.2.2 數(shù)值模擬研究
1.2.3 數(shù)學(xué)解析研究
1.3 基于CFD/DSMC耦合法的研究概況
1.4 本文工作
2 基礎(chǔ)理論概述
2.1 CFD方法基礎(chǔ)理論
2.1.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)
2.1.2 輻射模型
2.2 DSMC方法基礎(chǔ)理論
2.2.1 分子間的相互作用
2.2.2 分子與壁面的相互作用
2.2.3 分子化學(xué)反應(yīng)
2.3 本章小結(jié)
3 微通道中氣體流動與傳熱的CFD-DSMC耦合計算
3.1 物理模型
3.2 數(shù)值計算方法
3.3 計算結(jié)果與分析
3.4 模型的優(yōu)化
3.5 本章小結(jié)
4 氫氧預(yù)混燃燒的耦合模擬
4.1 物理模型
4.2 燃燒機(jī)理
4.3 數(shù)值計算方法
4.4 計算結(jié)果與分析
4.5 延長模擬時間的影響
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號:2995661
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 微尺度流動和傳熱的研究現(xiàn)狀
1.2.1 實驗研究
1.2.2 數(shù)值模擬研究
1.2.3 數(shù)學(xué)解析研究
1.3 基于CFD/DSMC耦合法的研究概況
1.4 本文工作
2 基礎(chǔ)理論概述
2.1 CFD方法基礎(chǔ)理論
2.1.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)
2.1.2 輻射模型
2.2 DSMC方法基礎(chǔ)理論
2.2.1 分子間的相互作用
2.2.2 分子與壁面的相互作用
2.2.3 分子化學(xué)反應(yīng)
2.3 本章小結(jié)
3 微通道中氣體流動與傳熱的CFD-DSMC耦合計算
3.1 物理模型
3.2 數(shù)值計算方法
3.3 計算結(jié)果與分析
3.4 模型的優(yōu)化
3.5 本章小結(jié)
4 氫氧預(yù)混燃燒的耦合模擬
4.1 物理模型
4.2 燃燒機(jī)理
4.3 數(shù)值計算方法
4.4 計算結(jié)果與分析
4.5 延長模擬時間的影響
4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
本文編號:2995661
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