為了進(jìn)一步發(fā)展適用于湍流預(yù)混火焰的亞格子燃燒模型,將歐拉隨機(jī)場（ESF）模型與火焰面生成流形（FGM）模型耦合以發(fā)揮不同模型的優(yōu)點(diǎn).耦合模型通過混合物分?jǐn)?shù)及反應(yīng)進(jìn)度變量構(gòu)建低維流形,而湍流場中兩者的概率密度分布函數(shù)（PDF）則通過ESF確定.通過對旋流燃燒器進(jìn)行大渦模擬,以評估耦合模型描述湍流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)的能力.結(jié)果表明:相比于傳統(tǒng)FGM模型,耦合模型可以更好地預(yù)測湍流預(yù)混火焰中的速度、溫度及組分的空間分布.由瞬時(shí)云圖可知,耦合模型可以更加準(zhǔn)確地描述當(dāng)?shù)鼗鹧娼Y(jié)構(gòu),尤其在火焰下游區(qū)域.可以推斷耦合模型能夠更好地保證湍流預(yù)混火焰的傳播特性. 

【文章來源】：內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2020,38(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

燃燒器幾何結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵尺寸示意(長度：cm)

另外，從圖2中還可以看到，在鈍體回流、內(nèi)部環(huán)形入口、外部環(huán)形入口和協(xié)流入口出現(xiàn)的脈動(dòng)速度峰值，這個(gè)峰值在當(dāng)?shù)匦纬闪怂俣燃羟袑樱M值很好地再現(xiàn)了上述現(xiàn)象，因而可以認(rèn)為所用網(wǎng)格、湍流模型以及邊界條件設(shè)置是合理的，可以開展下一步燃燒工況的模擬．3.2 燃燒工況與試驗(yàn)對比

圖5為不同火焰軸向高度處的平均溫度Tmean和均方根溫度Trms的模擬值與試驗(yàn)值．圖6為不同火焰軸向高度處的平均反應(yīng)進(jìn)度變量(YCmean)和均方根反應(yīng)進(jìn)度變量(YCrms)的模擬值與試驗(yàn)值．圖5中，不同高度處的平均溫度都能得到準(zhǔn)確預(yù)測．雖然FGM模型能準(zhǔn)確預(yù)測下游已燃?xì)怏w的溫度，但卻無法準(zhǔn)確捕捉火焰位置．而FGM+ESF模型可以更好地預(yù)測溫度在徑向上的梯度，從z=30 mm可以看出，F(xiàn)GM+ESF模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測火焰位置．至于均方根溫度，F(xiàn)GM模型預(yù)測的均方根溫度峰值與試驗(yàn)更加接近，特別是在z=10 mm處．但是FGM在下游預(yù)測的均方根溫度徑向跨度明顯太寬，而FGM+ESF模型預(yù)測更加合理．特別是當(dāng)隨機(jī)場個(gè)數(shù)Nsf增大時(shí)，模擬得到的結(jié)果與試驗(yàn)更加接近，Nsf=32時(shí)，50 mm處的溫度脈動(dòng)值與試驗(yàn)最接近．圖4 不同軸向高度處平均當(dāng)量比和RMS當(dāng)量比的分布

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)自燃著火與火焰?zhèn)鞑サ恼{(diào)控[J]. 劉海峰,文銘升,楊智,房性會(huì),唐青龍,堯命發(fā).  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]代數(shù)亞格子湍動(dòng)能模型及非黏性亞格子應(yīng)力模型在噴霧大渦模擬中的應(yīng)用[J]. 周磊,解茂昭,羅開紅,帥石金,賈明,秦文瑾.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2013(03)



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