氣相-煤粉氣固兩相圓射流燃燒的直接數(shù)值模擬.pdf

1、本文的研究內(nèi)容主要分為兩部分。一是開發(fā)出了一套可用于計算可壓縮煤粉氣固兩相燃燒的DNS程序，即DNS-TPCRF程序；二是用這套程序計算了四個燃燒算例，分別為：層流圓射流擴散火焰；實驗工況下的湍流圓射流抬升火焰；靜止單顆碳粒在不同流速與溫度的空氣中的燃燒情況；煤粉氣固兩相湍流圓射流燃燒工況。
　　課題組開發(fā)的DNS-TPCRF程序與國際上類似的程序相比具有以下幾個特點：一是求解格式穩(wěn)定、精度高、易于大規(guī)模并行；二是邊界條件比較穩(wěn)定

2、，這在可壓縮燃燒的數(shù)值模擬中是非常重要的；三是將消減聲速法嵌入到程序當(dāng)中去了，以便在需要的時候可以適當(dāng)增加時間步長；四是將煤粉燃燒模型嵌入到程序當(dāng)中去了，并提出了兩種新的算法用來求解單膜模型中煤粉顆粒表面的氧氣與二氧化碳濃度。
　　算例一主要研究了兩種點火方法對層流火焰的最終型式的影響，這兩種點火方式分別形成了附著火焰與抬升火焰。文中還進一步分析了附著與抬升火焰的形成機制。算例二主要研究了一個實驗工況下的湍流射流燃燒現(xiàn)象，實驗的雷

3、諾數(shù)為23600。DNS結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)的對比結(jié)果非常好，表明我們用DNS方法較為成功地模擬了該實驗。本文還用DNS數(shù)據(jù)分析了該火焰的自發(fā)著火現(xiàn)象，湍流燃燒的瞬態(tài)火焰結(jié)構(gòu)以及湍流火焰的穩(wěn)燃機理，且都得到了一些比較新穎的結(jié)果.算例三用定量的方法研究了單顆不同直徑的碳粒在不同溫度與來流速度的空氣作用下的燃燒情況。根據(jù)文中所得的結(jié)論，人們差不多可以定量地確定碳粒的三種燃燒型式(動力型、擴散型與混合型)與碳粒直徑，來流空氣的速度與溫度之間的關(guān)系。