本文關(guān)鍵詞：一種基于MMC和REDIM技術(shù)的燃燒模型

  更多相關(guān)文章： 燃燒模型 概率密度函數(shù) 多維條件映射 反應(yīng)-擴(kuò)散流形 有限體積-拉格朗日粒子法

【摘要】：概率密度函數(shù)(PDF)燃燒模型,適用于計(jì)算預(yù)混、非預(yù)混和部分預(yù)混燃燒問(wèn)題,但在求解PDF輸運(yùn)方程時(shí)要求提供一個(gè)小尺度混合模型。現(xiàn)有的小尺度混合模型均存在若干不足之處。多維條件映射(MMC)將條件矩封閉、映射封閉聯(lián)系起來(lái),是一種新型的小尺度混合模型,它借助一個(gè)或多個(gè)參考變量對(duì)拉格朗日粒子進(jìn)行有條件的挑選并組成粒子對(duì),然后對(duì)粒子對(duì)進(jìn)行小尺度混合。MMC模型同時(shí)滿足了小尺度混合模型應(yīng)具備的所有6個(gè)特性。另一方面,反應(yīng)-擴(kuò)散流形(REDIM)技術(shù)是一種詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化方法,它在利用數(shù)學(xué)方法自動(dòng)生成低維流形時(shí)考慮了化學(xué)反應(yīng)與分子輸運(yùn)的耦合過(guò)程,既可以處理快速的燃燒反應(yīng),也可以處理擴(kuò)散過(guò)程控制化學(xué)反應(yīng)速度的慢速燃燒反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)這兩個(gè)區(qū)域的統(tǒng)一描述。本研究基于MMC小尺度混合模型與REDIM化學(xué)反應(yīng)簡(jiǎn)化方法構(gòu)造了一種新型的燃燒模型MMC-REDIM,將REDIM技術(shù)提供的“多維”流形與MMC技術(shù)所采用的“多維”條件映射概念有機(jī)統(tǒng)一起來(lái),并將此燃燒模型應(yīng)用到有限體積-拉格朗日粒子聯(lián)合算法中:采用有限體積法求解歐拉流場(chǎng)方程以獲得過(guò)濾后的速度和湍流場(chǎng),并傳遞給拉格朗日粒子場(chǎng)以控制粒子在物理和組分空間的運(yùn)動(dòng);同時(shí)從粒子的統(tǒng)計(jì)信息里獲得新的密度場(chǎng)、反應(yīng)源項(xiàng)等信息,傳遞給有限體積法用于推進(jìn)歐拉流場(chǎng)解。針對(duì)歐拉流場(chǎng)與拉格朗日粒子場(chǎng)間由于密度強(qiáng)耦合所導(dǎo)致的數(shù)值不穩(wěn)定問(wèn)題,采用了“等效熱焓”方法加“密度修正法”來(lái)加以解決。為定量地分析新模型的性能,本文將此MMC-REDIM模型及有限體積-拉格朗日粒子聯(lián)合算法應(yīng)用到計(jì)算程序LESOCC2C中,對(duì)一個(gè)一維層流預(yù)混火焰進(jìn)行了計(jì)算。將MMC-REDIM模型的計(jì)算結(jié)果與直接數(shù)值計(jì)算(DNS)獲得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣燃皽囟�、CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度、“等效熱焓”等變量沿火焰面法向的分布均吻合良好。這表明MMC-REDIM模型能夠很好地描述該層流火焰的傳播特性。研究還表明:在MMC-REDIM模型計(jì)算中如果僅采用“等效熱焓”方法,而不引入“密度修正”算法,是難以正確處理歐拉流場(chǎng)與拉格朗日粒子場(chǎng)間的密度強(qiáng)耦合問(wèn)題。值得指出的是:提出MMC-REDIM模型的目的是發(fā)展一種性能良好的亞網(wǎng)格燃燒模型,雖然本論文僅驗(yàn)證了該模型在計(jì)算層流火焰方面的性能,但它完全可以推廣應(yīng)用于湍流火焰的大渦模擬計(jì)算。
【關(guān)鍵詞】：燃燒模型 概率密度函數(shù) 多維條件映射 反應(yīng)-擴(kuò)散流形 有限體積-拉格朗日粒子法
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 湍流燃燒模型簡(jiǎn)述13-19
• 1.2.1 快速化學(xué)反應(yīng)模型13-14
• 1.2.2 火焰面模型14-15
• 1.2.3 條件統(tǒng)計(jì)矩模型15-16
• 1.2.4 動(dòng)態(tài)增厚火焰模型16-18
• 1.2.5 概率密度函數(shù)模型18-19
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 數(shù)值方法21-39
• 2.1 PDF輸運(yùn)方程方法21
• 2.2 PDF輸運(yùn)方程求解方法21-24
• 2.3 小尺度混合模型24-28
• 2.3.1 MC方法24-25
• 2.3.2 EMST模型25-26
• 2.3.3 Curl模型26-27
• 2.3.4 IEM模型27-28
• 2.4 MMC模型28-33
• 2.4.1 早期MMC模型28-32
• 2.4.2 廣義MMC模型32-33
• 2.5 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡(jiǎn)化方法33-38
• 2.5.1 ILDM方法34-36
• 2.5.2 REDIM方法36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 基于MMC和REDIM技術(shù)的燃燒模型39-49
• 3.1 有限體積－拉格朗日粒子耦合算法39-40
• 3.2 MMC-REDIM燃燒模型的構(gòu)建40-46
• 3.2.1 MMC粒子配對(duì)42-44
• 3.2.2 等效熱焓44
• 3.2.3 密度修正方法44-45
• 3.2.4 空間網(wǎng)格變換45
• 3.2.5 粒子的分裂與合并算法45-46
• 3.3 計(jì)算程序簡(jiǎn)介46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 一維層流預(yù)混火焰的計(jì)算49-56
• 4.1 一維算例介紹49-50
• 4.2 一維REDIM表格50-51
• 4.3 計(jì)算結(jié)果與DNS結(jié)果比較51-54
• 4.4 結(jié)果分析與討論54-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 主要工作和結(jié)論56-57
• 5.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙廣播,弓燕舞,黃怡珉,于洪彬;單顆粒圓柱狀型煤的燃燒模型[J];動(dòng)力工程;2002年01期

2 李科;周力行;CHAN C K;;基于二階矩燃燒模型的液霧燃燒大渦模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2012年03期

3 王大成;劉效洲;;新型垃圾綜合燃燒模型[J];熱力發(fā)電;2013年03期

4 PHLIP J. SMITH ,樊有德;鍋爐設(shè)計(jì)采用綜合的燃燒模型[J];鍋爐技術(shù);1991年04期

5 戈新貞;程未云;;汽油機(jī)雙區(qū)燃燒模型的探討[J];河北工學(xué)院學(xué)報(bào);1988年02期

6 朱訪君，吳堅(jiān);柴油機(jī)理想燃燒模型的一種新表達(dá)方法[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年09期

7 金國(guó)棟,高世倫;用準(zhǔn)維燃燒模型對(duì)單缸柴油機(jī)性能和排放預(yù)測(cè)[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1993年01期

8 韓向新;姜秀民;崔志剛;;油頁(yè)巖顆粒燃燒的高溫段多相燃燒模型[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年09期

9 史紹熙,蘇萬(wàn)華,陳凱;一個(gè)新的高速直噴式柴油機(jī)的準(zhǔn)維多區(qū)燃燒模型[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1993年02期

10 王志明,胡玉平,張?jiān)?劉增文,李磊;現(xiàn)象學(xué)燃燒模型在柴油機(jī)設(shè)計(jì)研究中的應(yīng)用[J];內(nèi)燃機(jī)工程;1999年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 周先鋒;張利軍;王國(guó)清;;裂解爐在不同燃燒模型下的簡(jiǎn)化模擬研究[A];中國(guó)化工學(xué)會(huì)2008年石油化工學(xué)術(shù)年會(huì)暨北京化工研究院建院50周年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文集[C];2008年

2 劉志江;胡芝娟;劉瑞芝;狄東仁;沈序輝;王世杰;;不同煤質(zhì)煤焦燃燒模型的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 潘麗君;最簡(jiǎn)燃燒模型的兩類典型初值問(wèn)題[D];上海大學(xué);2008年

2 李岳林;汽油機(jī)多區(qū)燃燒模型的建立及應(yīng)用研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 彭倩;柴油機(jī)準(zhǔn)維燃燒模型的校核方法與應(yīng)用[D];北京理工大學(xué);2016年

2 李寧寧;一種基于MMC和REDIM技術(shù)的燃燒模型[D];江蘇大學(xué);2016年

3 范國(guó)琛;基于火焰分形特征的汽油機(jī)燃燒模型[D];天津大學(xué);2012年

4 汪長(zhǎng)軍;汽油機(jī)非穩(wěn)定加速工況燃燒模型的建立及其應(yīng)用[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：572677