钝体驻定湍流扩散火焰的数值研究——燃烧模型比较  

Numerical Simulation of Bluff-body Stabilized Turbulent Non-premixed Flame: A Comparison of Combustion Models

作　　者：黄庆[1] 朱旻明[2] 叶桃红[2] 陈义良[2] 董刚[3] 

机构地区：[1]中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083 [2]中国科学技术大学热科学和能源工程系,安微合肥230027 [3]南京理工大学瞬态物理重点实验室,江苏南京210094

出　　处：《计算物理》2010年第2期229-239,共11页Chinese Journal of Computational Physics

基　　金：国家自然科学基金(50506028)资助项目

摘　　要：分别采用标量联合的概率密度函数方法、稳态火焰面模型、Euler非稳态火焰面模型和基于有限体积/Monte Carlo混合算法的完备PDF模型对钝体驻定的Sydney湍流扩散火焰HM1进行数值模拟,以比较不同燃烧模型的性能,并比较标量联合的概率密度函数方法和Euler非稳态火焰面模型对氮氧化物排放预测的差异.计算结果和实验数据的比较表明,采用概率密度函数方法计算化学反应可以得到更好的结果但计算量较大,而用火焰面模型求解计算量较小,在接近完全燃烧的情形下,其计算结果比较合理.A joint-scalar probability density function （PDF） method, a steady laminar flamelet model, a Eulerian unsteady laminar flamelet model and a hybrid RANS and PDF method are employed in calculating a bluff-body stabilized turbulent non-premixed Sydney flame HM1. Nitrogen oxides emission is numerically simulated with the joint-scalar PDF method and the Eulerian unsteady laminar flamelet model in order to investigate influence of combustion models on the formation of nitrogen oxides. Comparisons between numerical results and experimental data show that chemical reactions by PDF are best while the computational cost is expensive. The laminar flamelet model results shows lower computational cost and are reasonable in complete combustion.

关 键 词：概率密度函数方法 钝体驻定扩散火焰 氮氧化物 火焰面模型 

分 类 号：V231.2[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程] TK121[动力工程及工程热物理—工程热物理]