本文基于OpenFOAM開展了分層旋流預(yù)混火焰的大渦模擬研究。針對獨立分層旋流燃燒器（BASIS）,采用了不可壓縮求解器ReactingFoam,部分?jǐn)嚢璺磻?yīng)器（PaSR）燃燒模型和線性分布的溫度邊界條件,分別開展了非外激和外激下的大渦模擬。結(jié)果表明,非外激下得到的火焰平均結(jié)構(gòu)與實驗吻合較好,通過三維流線展示了清晰的旋渦結(jié)構(gòu);外激條件下,首次獲得了該類火焰的火焰?zhèn)鬟f函數(shù),發(fā)現(xiàn)其相位呈線性分布;增益在150 Hz達到極小值,在250 Hz達到極大值,隨后在400 Hz后迅速降低,呈現(xiàn)低通濾波器的特征。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖２實驗結(jié)果中的三種火焰結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｆｌａｍｅ?ｓｈａｐｅｓ?ｉｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ??本文選取的流體域如圖３所示

??（Ｌ）、分層火焰（Ｓ）和Ｖ型火焰（Ｖ），如圖２所示．其??中，分層火焰是較為新穎的一種火焰結(jié)構(gòu)，相關(guān)的??研究較少，大潤模擬研究更為少見，因此本文僅針??對該火焰進行大渦模擬。本文所選的工況．為總當(dāng)量??比０．６，分層比＾５，內(nèi)旋流和外旋流的沒董比分別為??０．８５?ｆｔｌ?〇，Ｓ７．??（ｃ）Ｖ型火焰??圖２實驗結(jié)果中的三種火焰結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｆｌａｍｅ?ｓｈａｐｅｓ?ｉｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ??本文選取的流體域如圖３所示。以燃燒器端面??為基準(zhǔn)，流體域包含端面上游５５?ｍｍ和下游２００?ｍｍ??長的火焰筒。所有的幾何結(jié)構(gòu)和尺寸號實驗件保持??完全一致．其中上游部分包含了旋流葉片，從而提??高對葉片通道復(fù)雜流動的捕捉能力。流體域入Ｕ位??于旋流器葉片上游１１?ｍｍ，內(nèi)外旋流為兩個獨立的??進Ｌ！邊界，兮實驗一致．實驗中分層火焰長度約為??７０?ｍｍ，火焰筒長度大概相鷹于火焰長度的３倍，在??節(jié)省計算成本的同時足夠得到火焰發(fā)展變化的完整??過程。整個流體域采用完全結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，包含１２００??萬個六面體甲．元，在壁面處進行了加密（除旋流葉??片通道之外），提高對邊界層的捕捉能力。使用一套??３０００萬申－元的網(wǎng)格進行了網(wǎng)格無關(guān)性驗證，兩套網(wǎng)??格所預(yù)測的火焰結(jié)構(gòu)和溫度分布吻合良好，詳見文??獻［２８］．??圖３流體域：和結(jié)構(gòu)優(yōu)網(wǎng)格．??Ｆｉｇ．?３?Ｆｌｕｉｄ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ?ｇｒｉｄ??２數(shù)值方法??２．１模型和邊界條件??本文采用開源的ＧＦＤ?Ｊ：具箱ＯｐｅｎＦＯＡＭ?Ｐ９］??進行大渦模擬研究．考慮到本文研

圖６平均釋熱率分布的大渦模擬結(jié)果和實驗結(jié)果對比??Ｆｉｇ．?６?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｉｍｅ－ａｖｅｒａｇｅｄ?ｆｌａｍｅ?ｓｈａｐｅ?ｂｅｔｗｅｅｎ??ＬＥＳ?ａｎｄ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]臺階高度對LESS燃燒室的影響研究[J]. 康堯,林宇震,付鎮(zhèn)柏,張弛.  推進技術(shù). 2014(07)



本文編號：3341577