在實(shí)際燃燒裝置中,燃料和空氣的混合狀態(tài)很難達(dá)到完全預(yù)混,混合氣通常以部分預(yù)混的方式進(jìn)行燃燒。因此,對(duì)部分預(yù)混火焰的研究具有重要的工程價(jià)值和實(shí)際意義。本文采用DTF（Dynamic Thickened Flame）燃燒模型對(duì)悉尼大學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的FA/FJ兩種火焰布局的非均勻入流部分預(yù)混火焰進(jìn)行了系統(tǒng)性的大渦模擬（LES）研究。本文不僅改進(jìn)了DTF燃燒模型,而且對(duì)部分預(yù)混火焰的結(jié)構(gòu)、局部熄火、吹熄極限等進(jìn)行了分析,深化了對(duì)部分預(yù)混火焰特性的了解。本文首先利用GRI3.0詳細(xì)機(jī)理對(duì)一系列的自由傳播預(yù)混合火焰進(jìn)行計(jì)算,獲得了層流火焰厚度、傳播速度隨混合分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律,并將推導(dǎo)出的兩個(gè)擬合函數(shù)引入到DTF模型,使改進(jìn)后的模型能更好地應(yīng)對(duì)部分預(yù)混燃燒狀態(tài)。此外,本文對(duì)比了甲烷/空氣燃燒的JL1、JLR、19步機(jī)理、28步等反應(yīng)機(jī)理在一維火焰中的計(jì)算精度和效率進(jìn)行了綜合評(píng)估,認(rèn)為19步反應(yīng)機(jī)理與DTF模型相結(jié)合是一種很好的耦合方案,滿足后續(xù)的部分預(yù)混火焰計(jì)算要求。隨后對(duì)悉尼大學(xué)測(cè)量的非均勻入流火焰進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算研究,研究表明:FJ火焰布局、吹熄比為0.9的工況下,改進(jìn)前的DTF模型對(duì)遠(yuǎn)離中心區(qū)域的溫... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 部分預(yù)混火焰研究進(jìn)展
        1.2.1 部分預(yù)混火焰的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 部分預(yù)混火焰的數(shù)值模擬研究
    1.3 悉尼部分預(yù)混燃燒裝置介紹
    1.4 研究?jī)?nèi)容
第二章 數(shù)值模擬工具及模型介紹
    2.1 OpenFOAM軟件介紹
    2.2 大渦模擬方法
        2.2.1 控制方程的建立
        2.2.2 四種亞網(wǎng)格應(yīng)力模型
        2.2.3 圓管射流案例檢驗(yàn)
    2.3 湍流燃燒模型
        2.3.1 火焰建模思路
        2.3.2 湍流燃燒模型舉例
    2.4 本章小結(jié)
第三章 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的選取及DTF模型的優(yōu)化
    3.1 甲烷化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究進(jìn)展
    3.2 甲烷層流火焰的燃燒特性研究
    3.3 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的對(duì)比
    3.4 DTF模型的優(yōu)化
    3.5 本章小結(jié)
第四章 悉尼部分預(yù)混火焰的大渦模擬研究
    4.1 計(jì)算域及網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
    4.2 優(yōu)化前/后DTF模型的表現(xiàn)
    4.3 LES結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比
    4.4 吹熄比0.7 情況下的火焰結(jié)構(gòu)分析
        4.4.1 流場(chǎng)云圖分析
        4.4.2 OH基云圖分析
        4.4.3 散點(diǎn)圖分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 吹熄極限的預(yù)測(cè)與LES計(jì)算精度的定量評(píng)估
    5.1 FA/FJ兩種火焰布局的吹熄極限預(yù)測(cè)
    5.2 FJ布局下火焰由穩(wěn)定到接近熄火狀態(tài)的對(duì)比
    5.3 Wasserstein Matric方法對(duì)LES結(jié)果的評(píng)估
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作和結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的成果
附錄 A
附錄 B


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]動(dòng)態(tài)亞網(wǎng)格“二階矩”湍流燃燒模型[D]. 楊建山.浙江大學(xué) 2016



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