中国科学技术大学学报
中國科學技術大學學報
중국과학기술대학학보
JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA
2014年
11期
960-966
,共7页
层流稳态火焰面模型%火焰面生成流形%火焰面坐标变换%建表参数形式
層流穩態火燄麵模型%火燄麵生成流形%火燄麵坐標變換%建錶參數形式
층류은태화염면모형%화염면생성류형%화염면좌표변환%건표삼수형식
steady laminar flamelet model%flamelet generated manifold%flamelet generated transformation%flamelet parametrization strategy
火焰面模型通过对燃烧过程的降维可以大幅减少求解燃烧场中化学反应所需的计算量。基于一维层流对撞火焰的数值解，构建了层流稳态火焰面模型（SFM ）的化学热力学数据表并用于射流火焰的数值模拟。对所得到的火焰面数据表，分别采用基于混合分数和标量耗散率（Z ，χZ ）以及预混火焰面生成流形（FGM ）方法中的混合分数和反应进度变量（Z ，Y c ）两种参数形式进行查表。通过火焰面坐标变换的方法，分析平面火焰中的流形特征，研究使用不同参数形式查询火焰面数据库对所得到的模拟结果的影响。两种查表方式得到的解与采用计算化学反应源项输运方程的直接数值求解方法（DNS）得到的解的对比结果表明，使用（Z ，Yc ）查表参数形式得到的解相比直接采用（Z ，χZ ）查表参数形式得到的解，更接近于DNS方法得到的解。
火燄麵模型通過對燃燒過程的降維可以大幅減少求解燃燒場中化學反應所需的計算量。基于一維層流對撞火燄的數值解，構建瞭層流穩態火燄麵模型（SFM ）的化學熱力學數據錶併用于射流火燄的數值模擬。對所得到的火燄麵數據錶，分彆採用基于混閤分數和標量耗散率（Z ，χZ ）以及預混火燄麵生成流形（FGM ）方法中的混閤分數和反應進度變量（Z ，Y c ）兩種參數形式進行查錶。通過火燄麵坐標變換的方法，分析平麵火燄中的流形特徵，研究使用不同參數形式查詢火燄麵數據庫對所得到的模擬結果的影響。兩種查錶方式得到的解與採用計算化學反應源項輸運方程的直接數值求解方法（DNS）得到的解的對比結果錶明，使用（Z ，Yc ）查錶參數形式得到的解相比直接採用（Z ，χZ ）查錶參數形式得到的解，更接近于DNS方法得到的解。
화염면모형통과대연소과정적강유가이대폭감소구해연소장중화학반응소수적계산량。기우일유층류대당화염적수치해，구건료층류은태화염면모형（SFM ）적화학열역학수거표병용우사류화염적수치모의。대소득도적화염면수거표，분별채용기우혼합분수화표량모산솔（Z ，χZ ）이급예혼화염면생성류형（FGM ）방법중적혼합분수화반응진도변량（Z ，Y c ）량충삼수형식진행사표。통과화염면좌표변환적방법，분석평면화염중적류형특정，연구사용불동삼수형식사순화염면수거고대소득도적모의결과적영향。량충사표방식득도적해여채용계산화학반응원항수운방정적직접수치구해방법（DNS）득도적해적대비결과표명，사용（Z ，Yc ）사표삼수형식득도적해상비직접채용（Z ，χZ ）사표삼수형식득도적해，경접근우DNS방법득도적해。
Application of flamelet model can lead to great reduction in computational cost through dimensional reduction of chemistry reacting system during combustion simulation .Steady laminar flamelet model was introduced into plan flame simulation ,with both parametrization form (Z ,χZ ) and (Z ,Yc ) applied .A general flamelet transformation was performed to explain the effects of different parametrization strategies to flamelet modeling accuracy by analyzing manifolds characteristic for planar flames .Solutions obtained by direct numerical simulation (DNS) were introduced as a reference to verify modeling accuracy . Comparisons between solutions obtained by different parametrization strategies show that application of (Z ,Y c ) parametrization form can achieve more accurate solutions close to the DNS ones than (Z ,χZ ) form .
