变密度随机涡模型在湍流射流扩散火焰中的应用

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (1): 27-34.

变密度随机涡模型在湍流射流扩散火焰中的应用

朱跃进, 董刚, 刘怡昕, 范宝春

南京理工大学瞬态物理重点实验室, 江苏南京 210094

收稿日期:2010-01-08 修回日期:2010-05-07 出版日期:2011-01-25 发布日期:2011-01-25
通讯作者: 董刚,E-mail:dgvehicle@yahoo.com
作者简介:朱跃进(1986-),男,江苏江都,博士生,主要从事计算流体力学和化学反应流的数值模拟.
基金资助:
国家自然科学基金(10972107)资助项目

Numerical Simulation of Turbulent Jet Diffusion Flame in a Variable-density Stochastic Vortex Model

ZHU Yuejin, DONG Gang, LIU Yixin, FAN Baochun

Science and Technology on Transient Physics Laboratory, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China

Received:2010-01-08 Revised:2010-05-07 Online:2011-01-25 Published:2011-01-25

摘要/Abstract

摘要： 采用变密度随机涡模型,对H₂/O₂/N₂湍流射流扩散火焰进行数值模拟,湍流过程通过涡的采样、涡的抑制和涡的翻转实现.其中,针对变密度反应流问题,提出一种大涡抑制的新机制,并详细讨论各种参数对模型预测效果的影响.计算结果表明,修改后的模型可以合理预测H₂/O₂/N₂射流火焰结构,能够反映湍流的涡特性;模型中与涡采样和涡抑制有关的参数对预测结果有一定影响.

关键词: 变密度随机涡模型, 大涡抑制, 化学反应, 数值模拟

Abstract: A variable-density stochastic vortex model is used in simulating H₂/O₂/N₂ turbulent jet diffusion flames,in which turbulence is modeled by vortex sample,vortex suppression and vortex turnover.A large-vortex suppression mechanism for variable density reacting flows is presented and effects of parameters in model prediction are discussed in detail.It shows that the modified model can predict reasonably H₂/O₂/N₂ jet flame structures,and reflect characteristics of turbulent vortices.It also reveals that various parameters in vortex sample and vortex suppression affect results of the model.

Key words: variable-density stochastic vortex model, large-vortex suppression, chemical reaction, numerical simulation

中图分类号:

TK16

朱跃进, 董刚, 刘怡昕, 范宝春. 变密度随机涡模型在湍流射流扩散火焰中的应用[J]. 计算物理, 2011, 28(1): 27-34.

ZHU Yuejin, DONG Gang, LIU Yixin, FAN Baochun. Numerical Simulation of Turbulent Jet Diffusion Flame in a Variable-density Stochastic Vortex Model[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(1): 27-34.

[1]	刘利, 牛胜利, 朱金辉, 左应红, 谢红刚, 商鹏. 临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 521-528.
[2]	吴丽媛, 张素英. 自旋相关光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 617-623.
[3]	杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红. 考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 453-464.
[4]	孙梦营, 马明, 过海龙, 姚孟君, 徐猛, 张莹. 零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 191-200.
[5]	赵腾飞, 张华. 气泡碰撞过程中形变及破碎现象分析[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 41-52.
[6]	关富荣, 李成乾, 邓敏艺. 激发介质相对不应态对螺旋波动力学行为的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 749-756.
[7]	王俊捷, 寇继生, 蔡建超, 潘益鑫, 钟振. 基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 521-533.
[8]	杨展康, 牛奕. 温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 456-464.
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[10]	陈皓, 蔡汝铭. 平流层飞艇气动外形优化设计:螺旋桨的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 562-570.
[11]	王子墨, 李凌. 超短激光打孔中快速相变的格子玻尔兹曼模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 299-306.
[12]	李诗尧, 于明. 一种基于特征理论模拟凝聚炸药爆轰的单元中心型Lagrange方法[J]. 计算物理, 2019, 36(5): 505-516.
[13]	王智, 邹高域, 宫敬, 白剑锋, 翟博文. 一维双流体模型的压力修正算法[J]. 计算物理, 2019, 36(4): 413-420.
[14]	张珑慧, 由长福. 基于有限体积虚拟区域方法的两相流动直接模拟[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 291-297.
[15]	徐丞君, 徐胜利. SPH二阶粒子近似光滑函数的充分条件及数值验证[J]. 计算物理, 2019, 36(1): 25-38.