一種基于MMC和REDIM技術(shù)的燃燒模型.pdf

1、概率密度函數(shù)（PDF）燃燒模型，適用于計(jì)算預(yù)混、非預(yù)混和部分預(yù)混燃燒問題，但在求解PDF輸運(yùn)方程時要求提供一個小尺度混合模型?，F(xiàn)有的小尺度混合模型均存在若干不足之處。多維條件映射（MMC）將條件矩封閉、映射封閉聯(lián)系起來，是一種新型的小尺度混合模型，它借助一個或多個參考變量對拉格朗日粒子進(jìn)行有條件的挑選并組成粒子對，然后對粒子對進(jìn)行小尺度混合。MMC模型同時滿足了小尺度混合模型應(yīng)具備的所有6個特性。另一方面，反應(yīng)－擴(kuò)散流形（REDIM）技

2、術(shù)是一種詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡化方法，它在利用數(shù)學(xué)方法自動生成低維流形時考慮了化學(xué)反應(yīng)與分子輸運(yùn)的耦合過程，既可以處理快速的燃燒反應(yīng)，也可以處理擴(kuò)散過程控制化學(xué)反應(yīng)速度的慢速燃燒反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對這兩個區(qū)域的統(tǒng)一描述。
　　本研究基于MMC小尺度混合模型與REDIM化學(xué)反應(yīng)簡化方法構(gòu)造了一種新型的燃燒模型MMC-REDIM，將REDIM技術(shù)提供的“多維”流形與MMC技術(shù)所采用的“多維”條件映射概念有機(jī)統(tǒng)一起來，并將此燃燒模型應(yīng)用到有限體積

3、－拉格朗日粒子聯(lián)合算法中：采用有限體積法求解歐拉流場方程以獲得過濾后的速度和湍流場，并傳遞給拉格朗日粒子場以控制粒子在物理和組分空間的運(yùn)動；同時從粒子的統(tǒng)計(jì)信息里獲得新的密度場、反應(yīng)源項(xiàng)等信息，傳遞給有限體積法用于推進(jìn)歐拉流場解。針對歐拉流場與拉格朗日粒子場間由于密度強(qiáng)耦合所導(dǎo)致的數(shù)值不穩(wěn)定問題，采用了“等效熱焓”方法加“密度修正法”來加以解決。
　　為定量地分析新模型的性能，本文將此MMC-REDIM模型及有限體積－拉格朗日粒子

4、聯(lián)合算法應(yīng)用到計(jì)算程序LESOCC2C中，對一個一維層流預(yù)混火焰進(jìn)行了計(jì)算。將MMC-REDIM模型的計(jì)算結(jié)果與直接數(shù)值計(jì)算（DNS）獲得的結(jié)果進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣燃皽囟取O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、密度、“等效熱焓”等變量沿火焰面法向的分布均吻合良好。這表明MMC-REDIM模型能夠很好地描述該層流火焰的傳播特性。研究還表明：在MMC-REDIM模型計(jì)算中如果僅采用“等效熱焓”方法，而不引入“密度修正”算法，是難以正確處理歐