输运概率密度函数中的小尺度标量混合建模

• 作者: 任祝寅 周华 杨天威 解青
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 湍流燃烧 输运概率密度函数方法 标量混合模型 近极限燃烧 发动机低排放燃烧
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 专栏——湍流燃烧
• 页码范围: 500-514
• 页数: 15页
• 分类号: V211.3|TK16
• 字数: 9786字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2019.0093

摘要

输运概率密度函数方法能精确地求解湍流燃烧中的有限化学反应速率,但小尺度上分子扩散引起的组分变化则需要通过标量小尺度混合模型来模拟.论文综述了当前湍流预混燃烧中混合模型研究的最新进展.首先介绍了现有标量混合模型在不同预混燃烧模式下的表现:对于火焰面燃烧模式,保持组分空间的临近性对于标量混合模型非常重要,标量混合频率受火焰结构影响显著;对于破碎反应区模式,组分空间保持临近性的重要性有所减弱,标量混合频率由湍流主导.接着介绍了最新基于直接数值模拟数据的标量小尺度混合机制和建模研究,包括湍流预混燃烧中反应标量小尺度耗散机制、反应标量混合时间尺度在不同燃烧模式下的演化规律、依据线性混合思路构建的标量混合时间尺度模型.针对不同湍流预混燃烧模式的模型验证表明:相比于已有湍流混合时间尺度模型,新模型显著提升了对湍流预混火焰中的标量耗散率和燃烧特性的预测精度.最后介绍了大涡模拟/输运概率密度函数方法在近极限湍流预混火焰,如甲烷预混值班火焰和湍流对冲预混火焰中的应用,验证了其对贫燃、高湍流度条件下的湍流-化学反应相互作用及局部熄火/再燃现象的预测能力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	任祝寅	清华大学航空发动机研究院	8	10	2.0	3.0
5	周华	清华大学航天航空学院	13	61	3.0	7.0
6	解青	清华大学航天航空学院	1	0	0.0	0.0
7	杨天威	清华大学航天航空学院	1	0	0.0	0.0