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PaSR湍流燃烧模型对典型湍流射流火焰的数值模拟被引量：1: 2011年; 采用PaSR湍流燃烧模型对湍流燃烧研究中典型的甲烷湍流射流火焰进行了数值模拟。计算采用简化的化学反应机理,并将计算得到的平均温度场、速度场和各组分的分布与相应的权威实验数据进行了对比。对反应系统中流动和燃烧的不同时间尺度以及二者之间的关系作了探讨。计算结果表明,PaSR模型能够很好地模拟燃烧过程中流场和组分的变化。在火焰面附近,由于流动时间尺度与燃烧的时间尺度量级相当,局部混合作用在决定燃烧过程和火焰结构中发挥重要作用。基于PaSR模型的时间尺度分析与湍流火焰理论中火焰/涡旋相互作用的图谱是一致的。; 黄威赵平辉叶桃红; 关键词：PASR 数值模拟

激波不稳定性效应的k-ε可压缩修正湍流模型被引量：4: 2008年; 针对高速可压缩湍流流动,在已有的压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正湍流模型基础上,引入激波不稳定效应修正,发展了一个新的可压缩性修正k-ε湍流模型.新模型采用抑制湍流动能和耗散率方程中湍流动能产生项的方法模化激波不稳定性效应,压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正采用广泛使用的Sarkar修正模型.新模型物理意义明确,形式简单,可适用于超声速复杂湍流流动.对自由流动中超声速混合层和复杂的超声速横侧射流干扰流场的多个工况进行计算分析以及与实验结果的比较,表明本文发展的k-ε模型能抑制过大的湍流动能增长,预测结果显著优于标准k-ε模型.对超声速混合层流动,新模型准确预测到了混合层增长速率随对流马赫数增加而减小的趋势,与实验结果符合地较好.对复杂横侧射流干扰流场中的分离流动,激波不稳定性修正抑制激波区域过大的湍流动能增长,计算出较宽的激波区域,从而显著改善了对强分离流动的预测结果.流体分离越强,修正模型效果越明显,即使在强分离情况下,新模型的预测结果也与实验结果较好吻合。; 韩省思叶桃红朱旻明陈义良; 关键词：可压缩湍流激波不稳定性数值模拟

部分预混层流火焰结构的数值研究被引量：4: 2010年; 针对部分预混层流火焰,在分析了常见火焰面方程不足的基础上,使用了一套详细考虑了组分不同输运系数的火焰面方程对其进行数值模拟.模拟结果与物理空间求解结果间的比较表明,此套方程能够在保证相容性的同时获得相当好的模拟精确度.此外,在火焰面方程中采用不同的标量耗散率模型对部分预混火焰进行了数值计算,结果显示标量耗散率模型的精确程度对于模拟结果有着重要影响.进一步利用火焰面方程数值研究了部分预混层流火焰结构对于标量耗散率变化的响应,捕捉到其在低标量耗散率下区别于非预混火焰的双火焰结构的存在,并讨论了此现象产生的原因.; 陆阳赵平辉叶桃红唐鹏陈义良; 关键词：部分预混标量耗散率

涡喷加力燃烧室湍流两相燃烧数值模拟: 2009年; 采用无结构网格技术,对具有环形火焰稳定器的三维涡喷加力燃烧室的湍流燃烧过程进行了数值模拟,运用离散相方法和Arrhenius-EBU化学反应模型得到了合理的温度和浓度场分布.在此基础上,比较了一步反应和两步反应机理下的温度场和浓度场,研究了火焰稳定器形状对总压恢复系数和燃烧效率的影响,计算结果与实验值符合较好.; 叶桃红洪家荣陈义良; 关键词：数值模拟湍流燃烧加力燃烧室火焰稳定器

CH_4/H_2高温稀释伴流射流湍流燃烧的数值模拟被引量：1: 2009年; 采用标量联合PDF(probability density function)方法结合修正的k-ε湍流模型、EMST小尺度混合模型以及GRI3.0化学反应机理对甲烷-氢气混合燃料(体积比为1∶1)高温伴流射流J HC(jet in hot coflow)火焰进行数值模拟.比较分析了高温伴流中氧气质量分数分别为3%,6%和9%时的3种不同的MILD(moderate andintense lowoxygen dilution)燃烧火焰,3种火焰的计算结果与实验值符合得较好.; 刘亮叶桃红朱旻明陈义良; 关键词：湍流燃烧

三种湍流对Scramjet燃烧室冷态流场的数值模拟被引量：4: 2009年; 为验证从超音速混合层中发展而来的修正可压缩性(包括膨胀可压缩性和结构可压缩性两部分)的k-ε湍流模型对复杂超音速流场的预测能力,对复杂的超音速燃烧冲压发动机(Scramjet)燃烧室冷态流场进行数值模拟.将修正k-ε模型、标准k-ε模型以及标准k-ωSST模型的计算结果与实验结果进行了对比.结果表明,修正k-ε模型能够较好地预测该复杂流场,对湍流动能的预测改进较大,优于k-ωSST的结果,与实验吻合得较好;壁面压力分布以及速度分布在激波附近修正明显,与实验结果更加吻合.; 韩省思刘亮叶桃红朱旻明陈义良; 关键词：SCRAMJET 数值模拟

超声速横侧射流燃烧中可压缩性影响的数值研究: 2009年; 为了研究湍流的可压缩性效应对超声速燃烧的影响,对复杂的超声速横侧射流氢气/空气燃烧流场进行了数值模拟。采用修正的k-ε湍流模型(包括膨胀可压缩性和激波不稳定性两部分修正),考虑H2/Air详细化学反应机理(GRI-Mech2.11机理,10组分,28基元反应)。结果表明,可压缩性修正k-ε湍流模型能够预测复杂的超声速横侧射流流场结构。可压缩性使流体分离增强,湍流混合受到抑制,从而显著影响了超声速燃烧过程,数值模拟中需要考虑可压缩性效应的影响。; 韩省思叶桃红赵平辉朱旻明陈义良; 关键词：压缩性效应超音速燃烧湍流模型数值仿真

联合RANS/LES方法数值模拟方柱绕流被引量：7: 2010年; 在粗细两套网格上,采用联合RANS/LES数值模拟Re=2.2×104的非定常方柱绕流经典算例.以标准的k-ε模型为基础,采用两种亚格子湍流模化方法,分别为PRNS(partially resolved numerical simulation)和DES(detached eddy simulation).PRNS模型与计算网格无显式关联,而DES与网格有一定关联.计算结果表明,联合RANS/LES方法即使在较粗的网格上也能得到较好的结果,DES方法预测到了二维模拟中的"双周期"现象,整体表现优于PRNS方法;亚尺度湍流模化中与计算网格的关联程度对结果有较大影响.; 唐鹏韩省思叶桃红陈义良; 关键词：方柱绕流数值模拟

非线性湍流模型可压缩性修正研究: 2010年; 以非线性的二阶SZL和三阶CLS湍流模型为基础,对低雷诺数k-ε模型引入膨胀可压缩性和激波不稳定性修正来模化可压缩效应,发展了可压缩性修正的非线性SZL和CLS湍流模型.膨胀可压缩性修正采用广泛使用的Sarkar修正模型,激波不稳定性修正通过抑制湍流动能产生项得到.应用修正的非线性模型数值研究了经典的二维轴对称凸轴结构的跨音速流动,将预测的壁面压力、激波产生位置、近壁面流速、雷诺切应力、分离区长度等与实验结果进行对比,结果表明两种修正的非线性模型都有明显改进.预测的分离区位置、大小以及之后的再附着位置均有较大的改进,与实验符合较好.; 谭超韩省思赵鹏叶桃红; 关键词：可压缩湍流激波不稳定性跨音速流动

甲烷/高温烟气稀释空气的Mild燃烧过程的数值研究: 2010年; 中低氧浓度稀释MILD燃烧与传统有焰燃烧方式相比,燃烧室内温度相对均匀,可以有效控制和降低NO_X等污染物排放。燃烧室内的烟气循环导致的混合气稀释程度、预热温度以及流场应变率对Mild燃烧过程有重要影响。通过对不同稀释和预热程度的一维层流对撞扩散火焰进行计算,研究了烟气回流稀释/预热形成的Mild燃烧情况。数值计算结果表明,Mild燃烧能很好的控制燃烧场的最高温度和反应放热速率,得到较为均匀的温度场,并因此降低产物中污染物的浓度。对不同预热温度、不同拉伸率下工况的计算证明了Mild燃烧能够扩展燃料的燃烧极限,Mild燃烧对流场等外部干扰的敏感度较小,燃烧稳定。; 武文黄威赵平辉叶桃红; 关键词：无焰燃烧数值模拟

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