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一种多区域化学映射方法,用于直接数值模拟定容密闭室中的自燃和火焰传播。 (英语) Zbl 1264.80019号

摘要:提出了一种直接数值模拟(DNS)与多区化学映射(MZCM)相耦合的方法来模拟预混合燃料/空气混合物中的火焰传播和自燃。在MZCM方法中,物理域被映射到以几个热力学变量作为自变量的低维相域。该方法基于分步法,其中流动和传输在流动时间步长中求解,而化学反应速率和放热速率的积分在更精细的时间步长中执行,以适应化学反应中的小时间尺度。结果表明,对于预混合混合物,两个独立变量足以构造相空间以获得满意的映射。对于含有氢原子的燃料,这两个变量可以是混合物的温度和(mathrm{H})原子的比元素质量比。研究了MZCM中的混叠错误。结果表明,如果元素质量比基于扩散性最大的分子所涉及的元素,则当相空间网格细化时,模型的混叠误差可以接近零。将DNS与MZCM(DNS-MZCM)耦合的结果与直接在物理空间中集成化学反应速率和热释放速率的完整DNS进行了比较。将MZCM应用于不同的燃料和空气混合物,以证明该方法在化学动力学、传输和火焰湍流相互作用方面对不同复杂性的燃烧过程的性能。对于不同的燃料/空气混合物,DNS和DNS-MZCM的结果一致,包括{H} _2\)/空气,\(\mathrm{CO}/\mathrm{H} _2\)/空气和甲烷/空气,而计算时间减少了近70%。结果表明,MZCM模型能够很好地处理预混燃烧中的差异扩散、局部消光和再点火等重要现象。

MSC公司:

80A25型 燃烧
80A32型 化学反应流
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
80平方米 有限差分法在热力学和传热问题中的应用

软件:

运输;森金
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全文: 内政部

参考文献:

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