在實際工程應(yīng)用中,為了促進(jìn)充分燃燒通常采用旋流入流裝置,通過旋流流動產(chǎn)生渦破碎進(jìn)而引起的中心回流區(qū)可以實現(xiàn)充分混合的同時穩(wěn)定火焰,旋流燃燒技術(shù)因其穩(wěn)定高效、清潔燃燒的特點,已經(jīng)成為極具發(fā)展?jié)摿Φ氖侄�。與此同時為了降低NO_x及顆粒物的排放,旋流燃燒技術(shù)在航空和地面燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室及各類工業(yè)裝置中都得到了極為廣泛的應(yīng)用。通過旋流器產(chǎn)生旋流,其中的螺旋葉片引導(dǎo)氣流形成螺旋狀態(tài),同時也有減緩流速的作用,有效地降低了橫直管中的壓力波動。本文分別采用UG和ICEM-CFD軟件對本課題組設(shè)計的雙旋流器進(jìn)行建模與高質(zhì)量的分塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,包含內(nèi)外管道的雙旋流裝置。使用OpenFOAM計算程序?qū)υ撔髌餮b置中的空氣分別與甲烷和氮?dú)膺@兩種不同密度氣體混合快慢的問題展開了大渦模擬（LES）研究。使用OpenFOAM軟件對該裝置開展了三維冷態(tài)流場計算,包括旋流角度為60度、90度和120度的同向和異向旋流器,其中旋流數(shù)分別為0.25、0.36和0.51。在保證內(nèi)外管道動量通量一致的前提下,內(nèi)管中的甲烷與外管中的空氣具有不同的速度入流。結(jié)果顯示,在異向旋流器下,內(nèi)外管道的速度差產(chǎn)生了較強(qiáng)的剪... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 旋流
        1.2.1 旋流流動
        1.2.2 單旋流
        1.2.3 多旋流
        1.2.4 旋流數(shù)
    1.3 湍流流動
    1.4 大渦模擬方法
        1.4.1 大渦模擬湍流脈動過濾
        1.4.2 大渦模擬亞格子尺度模型
    1.5 研究內(nèi)容
第二章 數(shù)值方法及模型
    2.1 模型選擇
        2.1.1 Smagorinsky模型
        2.1.2 動態(tài)Smagorinsky模型
        2.1.3 WALE模型
        2.1.4 動態(tài)動能亞格子模型
    2.2 求解器選擇
        2.2.1 OpenFOAM求解器
    2.3 OpenFOAM介紹
    2.4 本章小結(jié)
第三章 變密度射流的大渦模擬計算
    3.1 計算設(shè)置
    3.2 統(tǒng)計值分析
        3.2.1 沿射流軸線的分布
        3.2.2 徑向分布
    3.3 相干結(jié)構(gòu)
    3.4 結(jié)論
第四章 雙旋流湍流計算設(shè)置
    4.1 邊界條件
    4.2 入口設(shè)置
    4.3 結(jié)構(gòu)介紹
    4.4 網(wǎng)格劃分
    4.5 計算資源
第五章 雙旋流湍流場分析
    5.1 統(tǒng)計值分析
        5.1.1 沿軸向同異向旋流分布曲線
        5.1.2 沿徑向同異向旋流分布曲線
    5.2 流場分析
        5.2.1 甲烷旋流流場分布
        5.2.2 氮?dú)庑髁鲌龇植?br>    5.3 相干結(jié)構(gòu)
        5.3.1 Q準(zhǔn)則
        5.3.2 渦度
        5.3.3 進(jìn)動渦核
    5.4 回流區(qū)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要工作與結(jié)論
    6.2 未來工作計劃
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中心分級燃燒室冷態(tài)流場的大渦模擬[J]. 于雷,王成軍,趙冬凱,劉愛虢.  沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[2]線性分層流中圓柱繞流數(shù)值模擬方法研究[J]. 丁勇,韓盼盼,段菲,馬衛(wèi)狀.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[3]雙旋流燃油燃燒火焰結(jié)構(gòu)可視化試驗研究[J]. 袁用文,葛冰,田寅申,臧述升.  熱能動力工程. 2015(05)
[4]雙旋流器不同旋向?qū)θ加突鹧嫣卣饔绊懙目梢暬芯縖J]. 李騰輝,葛冰,袁用文,孫培鋒,臧述升.  工程熱物理學(xué)報. 2015(07)
[5]雙旋流燃油燃燒器火焰特征研究[J]. 李騰輝,葛冰,袁用文,田寅申,臧述升.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2015(03)
[6]低熱值燃?xì)怆p旋流燃燒器空氣動力場數(shù)值模擬[J]. 韓秋業(yè),李國俊,李明浩,劉傳鵬,郁鴻凌.  能源工程. 2015(02)
[7]分層旋流燃燒器冷態(tài)流場的大渦模擬[J]. 張濟(jì)民,張宏達(dá),韓超,葉桃紅.  航空動力學(xué)報. 2014(10)
[8]鈍體繞流有旋流中回流區(qū)與進(jìn)動渦核的大渦模擬[J]. 張濟(jì)民,韓超,張宏達(dá),葉桃紅.  推進(jìn)技術(shù). 2014(08)
[9]大渦模擬研究鈍體有旋流流場的擬序結(jié)構(gòu)[J]. 張宏達(dá),張濟(jì)民,韓超,葉桃紅.  航空學(xué)報. 2014(07)
[10]自由旋流冷態(tài)流場中渦旋破碎泡的大渦模擬[J]. 張濟(jì)民,韓超,葉桃紅.  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報. 2013(08)

碩士論文
[1]基于OpenFOAM的平壁射流氣膜冷卻的大渦模擬研究[D]. 孫興.大連理工大學(xué) 2014



本文編號：3514997