反应性双射流中标量输运和化学反应特性

• 作者: 李岩 田阿慧 周毅
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 双射流 化学反应 标量输运 湍流 计算流体力学
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1947-1963
• 页数: 16页
• 分类号: O358,O362
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211560

摘要

基于OpenFOAM中pimpleFoam求解器对具有二级非平衡基元反应(A+B→R)的双平行平面射流中流动-化学反应耦合过程进行数值模拟，研究了不同射流口间距下反应物、生成物浓度标量在流场中心线上的产生、消耗和输运行为。首先将反应性单射流模拟结果与前人实验研究和数值模拟结果进行对比，验证了数值算法的精确性。结果表明：(1) 两股射流在准滞止点和混合点的行为直接影响着化学反应。(2) 射流相互作用尺度x* 可以预测不同射流口间距下反应物和产物的湍流标量统计量。(3) 在Da=0.1且Sc=0.71时，反应物和产物由对流过程主导输运。(4) 反应物和产物浓度脉动之间的联合概率密度分布(joint probability distribution function，JPDF)呈“心形”，其说明反应物A和反应物B的瞬时浓度在时均值时将有利于化学反应的发生。