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A Lagrangian-based flame index for the transported probability density function method
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作者 Zhen Lu Hua Zhou +2 位作者 Zhuyin Ren Yue Yang Hong G.Im 《Theoretical & Applied Mechanics Letters》 CSCD 2022年第1期30-34,共5页
We propose a new flame index for the transported probability density function(PDF) method. The flame index uses mixing flux projections of Lagrangian particles on mixture fraction and progress variable directions as t... We propose a new flame index for the transported probability density function(PDF) method. The flame index uses mixing flux projections of Lagrangian particles on mixture fraction and progress variable directions as the metrics to identify the combustion mode, with the Burke-Schumann solution as a reference. A priori validation of the flame index is conducted with a series of constructed turbulent partially premixed reactors. It indicates that the proposed flame index is able to identify the combustion mode based on the subgrid mixing information. The flame index is then applied the large eddy simulation/PDF datasets of turbulent partially premixed jet flames. Results show that the flame index separate different combustion modes and extinction correctly. The proposed flame index provides a promising tool to analyze and model the partially premixed flames adaptively. 展开更多
关键词 Flame index transported probability density function Partially premixed combustion
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基于TPDF方法正庚烷喷雾燃烧特性模拟 被引量:1
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作者 卫海桥 陈伟睿 +1 位作者 赵万辉 周磊 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期213-221,共9页
采用输运概率密度函数模型(TPDF)开展了不同初始环境温度、氧体积分数下正庚烷喷雾火焰发展过程模拟研究.以发动机燃烧网络(ECN)试验数据为基准,首先将模拟得到的着火延迟期和火焰浮升长度与均质反应器模型(WSR)模拟结果以及试验结果进... 采用输运概率密度函数模型(TPDF)开展了不同初始环境温度、氧体积分数下正庚烷喷雾火焰发展过程模拟研究.以发动机燃烧网络(ECN)试验数据为基准,首先将模拟得到的着火延迟期和火焰浮升长度与均质反应器模型(WSR)模拟结果以及试验结果进行对照,发现氧体积分数较低时,由于TPDF模型能够对小尺度上组分和温度的湍流波动进行精确求解,可获得准确的燃烧特征量.然后基于TPDF方法,系统分析和对比了不同初始环境条件下准稳态火焰结构以及火焰发展过程的燃烧特征,发现在不同的初始温度和氧体积分数条件下,着火均首先出现在浓混合气区域.降低初始环境温度,高当量比区域反应活性下降,导致着火推迟,燃油与空气有更长的时间进行混合;降低温度的同时降低氧体积分数,则导致着火进一步推迟,油、气混合更为充分.着火位置混合气的浓度较高温、高氧体积分数条件有所降低,燃烧消耗了本来就不足的氧气,导致高当量比区域更难发生反应. 展开更多
关键词 正庚烷 喷雾燃烧 输运概率密度函数 火焰结构
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TPDF-ASOM复合湍流燃烧模型及其检验 被引量:2
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作者 王方 杨子峥 +1 位作者 韩宇轩 金捷 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3265-3282,共18页
先进航空发动机燃烧室设计要求对湍流火焰精确控制,现有模拟方法需提高精度和效率。输运概率密度函数(TPDF)湍流燃烧模型精度高,代数二阶矩(ASOM)湍流燃烧模型计算成本低,类比离散涡模拟思想,基于Da数将湍流燃烧场区分“高精度”和“低... 先进航空发动机燃烧室设计要求对湍流火焰精确控制,现有模拟方法需提高精度和效率。输运概率密度函数(TPDF)湍流燃烧模型精度高,代数二阶矩(ASOM)湍流燃烧模型计算成本低,类比离散涡模拟思想,基于Da数将湍流燃烧场区分“高精度”和“低成本”2个区域,在输运方程框架下采用随机场TPDF(高精度)和ASOM(低成本)方法重构TPDF-ASOM复合湍流燃烧模型,以提高模拟的整体精度和效率。在大涡模拟(LES)-TPDF程序平台创建ASOM并进一步实现TPDF-ASOM复合湍流燃烧模型,用Flame D实验数据检验所建模型和方法。结果表明:所建模型的预测结果与实验值接近,而且能够兼顾精度和计算效率。 展开更多
关键词 复合湍流燃烧模型 随机场输运概率密度函数-方程湍流燃烧模型 代数二阶矩湍流燃烧模型 Da数 Flame D
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随机场TPDF在非结构网格平台的开发及检验
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作者 王方 杨兴峰 +3 位作者 方存 许笑颜 莫毅 高浩卜 《航空发动机》 北大核心 2023年第1期95-102,共8页
为实现对燃烧室内部燃烧过程的高精度数值模拟,增强航空发动机燃烧室研究手段,采用开源的非结构网格平台Saturne,开发可以耦合详细化学反应机理,高精度解析湍流燃烧过程的概率密度函数输运方程(TPDF)湍流燃烧模型。采用随机场方法求解T... 为实现对燃烧室内部燃烧过程的高精度数值模拟,增强航空发动机燃烧室研究手段,采用开源的非结构网格平台Saturne,开发可以耦合详细化学反应机理,高精度解析湍流燃烧过程的概率密度函数输运方程(TPDF)湍流燃烧模型。采用随机场方法求解TPDF方程,在原有程序基础上研发了TPDF程序模块及配合的加速算法等模拟单元,发展了针对燃烧室燃烧过程模拟的软件功能。采用射流火焰Flame D和旋流火焰TECFLAM对新软件进行了测试,结果表明:模拟结果与试验数据趋势一致,精度尚可。对某型燃烧室性能模拟验证中,计算的出口温度分布与试验结果一致,平均温度误差小于3.8%,新的软件可进一步应用于燃烧室性能的研究。 展开更多
关键词 概率密度函数输运方程湍流燃烧模型 随机场方法 非结构网格 射流火焰 旋流火焰 航空发动机
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基于EMD-FFT方法的双旋流燃烧室非定常特性分析
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作者 王方 张敏琦 +2 位作者 周佳伟 王煜栋 金捷 《海军航空大学学报》 2025年第4期507-518,共12页
通过大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)湍流求解方法和概率密度函数输运方程(Transported Probability Density Function,TPDF)湍流燃烧求解方法结合,对煤油燃料双旋流燃烧室(Gas Turbine Model Combustor,GTMC)进行了模拟,并利用经... 通过大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)湍流求解方法和概率密度函数输运方程(Transported Probability Density Function,TPDF)湍流燃烧求解方法结合,对煤油燃料双旋流燃烧室(Gas Turbine Model Combustor,GTMC)进行了模拟,并利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)等方法分析了GTMC的温度和速度非定常特性,获得了脉动主频的空间分布。结果显示:空间坐标为(2 cm,0 cm,3 cm)的特征点的温度主频为47和761 Hz;对本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)进行显著性分析,能量密度最高的IMF的主频即原始数据的主频;温度脉动主要受湍流流动影响;根据瑞利数场,热-压力激发与抑制区域总是交替出现。 展开更多
关键词 非定常特性 大涡模拟 随机场输运概率密度函数方程湍流燃烧模型 经验模态分解 快速傅里叶变换
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多连通域曲线坐标系浸没边界方法及其检验
6
作者 王煜栋 王方 金捷 《工程力学》 北大核心 2025年第11期260-272,共13页
该文提出一种适用于多连通域内流模拟的曲线坐标系浸没边界(IB)方法,通过减少固体标记区域在计算域中的占比提高求解效率,并基于曲线坐标系局部加密几何模型中含大量小尺度结构的关键位置。将该方法与大涡模拟-概率密度函数输运方程模型... 该文提出一种适用于多连通域内流模拟的曲线坐标系浸没边界(IB)方法,通过减少固体标记区域在计算域中的占比提高求解效率,并基于曲线坐标系局部加密几何模型中含大量小尺度结构的关键位置。将该方法与大涡模拟-概率密度函数输运方程模型(LES-TPDF)结合,采用双旋流燃烧室和某型号环形燃烧室单头部模型的湍流燃烧算例检验该方法。在双旋流燃烧室算例中,模拟结果显示曲线坐标系IB方法准确解析旋流器后方的流场及燃烧场结构,求解得到的时均速度分布与实验数据一致,靠近旋流器截面轴向速度峰值的均方根误差6.6%。在单头部燃烧室的模拟中,同网格分辨率下曲线坐标系IB方法消耗计算资源减少为传统笛卡尔坐标系IB方法的42.9%,采用该方法求解单头部燃烧室出口径向温度分布均方根误差为11.7%,满足复杂几何燃烧室高保真模拟需求。基于此方法能够准确、高效地模拟结构复杂的真实燃烧室内两相湍流燃烧现象,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 浸没边界方法 多连通域 曲线坐标系 大涡模拟 概率密度函数输运方程燃烧模型
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湍流两相流的脉动速度联合PDF输运方程 被引量:5
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作者 赵海波 柳朝晖 +1 位作者 郑楚光 王汉封 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期675-681,共7页
概率密度函数(PDF)的方法是构造两相湍流模型的一种重要的方法.构建气体-颗粒速度联合PDF输运方程的关键是颗粒所见气体微团速度的Langevin方程.首先由N-S方程出发,精确推导出颗粒所见气体微团脉动速度的Langevin方程,进而通过理论分... 概率密度函数(PDF)的方法是构造两相湍流模型的一种重要的方法.构建气体-颗粒速度联合PDF输运方程的关键是颗粒所见气体微团速度的Langevin方程.首先由N-S方程出发,精确推导出颗粒所见气体微团脉动速度的Langevin方程,进而通过理论分析表明,对比通常采用的颗粒所见气体微团瞬时速度的Langevin方程而言,采用前者能有效地减少关联量的统计偏差.最后,给出了颗粒-气体脉动速度的联合PDF输运方程. 展开更多
关键词 湍流 两相流 脉动速度 联合PDF输运方程 概率密度函数 LANGEVIN方程 统计偏差
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航空发动机燃烧室数字孪生体系关键技术 被引量:9
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作者 王方 甘甜 +1 位作者 王煜栋 金捷 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1546-1560,共15页
通过曲线坐标系浸没边界方法(IBM),在设计阶段可以实现对真实航空发动机燃烧室的高保真虚实映射,保留全部几何结构信息。在IBM方法基础上,采用大涡模拟(LES)结合概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF),对双旋流燃烧室、某单头部直流... 通过曲线坐标系浸没边界方法(IBM),在设计阶段可以实现对真实航空发动机燃烧室的高保真虚实映射,保留全部几何结构信息。在IBM方法基础上,采用大涡模拟(LES)结合概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF),对双旋流燃烧室、某单头部直流燃烧室以及某折流燃烧室1/10模型进行真实结构仿真,测试数字孪生体系关键技术的有效性。对比预测结果和实验结果,双旋流燃烧室的旋流器出口附近轴向、径向、切向速度平均误差分别为15.7%、23.8%、15.0%;非稳态解析了真实直流燃烧室与折流燃烧室的详细湍流燃烧场,出口温度分布的平均相对误差分别为11.66%和17.95%。因此基于虚实映射得到的燃烧室数字孪生体系具有一定的有效性,该方法具有潜在的工程应用前景。 展开更多
关键词 数字孪生 高保真建模 大涡模拟(LES) 概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(tpdf) 浸没边界方法(IBM)
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推移质运动的随机理论与应用 被引量:2
9
作者 马宏博 METTRA Francois +2 位作者 HEYMAN Joris ANCEY Chnstophe 傅旭东 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期18-21,共4页
陡坡急流条件下的推移质运动常伴有较大幅度的随机变化,这种随机涨落现象在各个时间尺度下普遍存在。由于这种涨落现象的存在,随机理论模型往往更适用于描述这一类问题。为进一步研究推移质运动的随机属性,作者利用包含群体输移机制的Ma... 陡坡急流条件下的推移质运动常伴有较大幅度的随机变化,这种随机涨落现象在各个时间尺度下普遍存在。由于这种涨落现象的存在,随机理论模型往往更适用于描述这一类问题。为进一步研究推移质运动的随机属性,作者利用包含群体输移机制的Markov随机模型,通过理论和实验方法研究输沙停时的概率密度分布函数(PDF),这些研究揭示出推移质运动中的尺度分离现象。在前人工作的基础上,给出输沙停时PDF理论解的另外一种推导方式推导。与较早的研究相比,该推导更为简洁、直接。该理论解已通过数值和室内实验数据得到了验证。 展开更多
关键词 推移质运动 概率密度函数 群体输移 MARKOV过程 随机理论
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详细化学反应机理对预混丙烷钝体熄火模拟影响 被引量:3
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作者 王方 韩宇轩 +2 位作者 窦力 王煜栋 金捷 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2295-2305,共11页
航空发动机熄火预测是重要关键问题之一,湍流和化学反应的非线性相互作用使预测非常困难。本文采用大涡模拟(LES)对湍流进行高精度模拟,采用概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF)耦合JL4,Z66和H73三种化学反应机理,对预混丙烷钝体熄... 航空发动机熄火预测是重要关键问题之一,湍流和化学反应的非线性相互作用使预测非常困难。本文采用大涡模拟(LES)对湍流进行高精度模拟,采用概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(TPDF)耦合JL4,Z66和H73三种化学反应机理,对预混丙烷钝体熄火现象和规律进行研究。JL4的反应机理最简单,反应释热快,局部放热高,火焰宽度大,火焰两侧温度梯度大,燃烧更加趋于稳定,无法模拟出熄火状态。H73机理绝热火焰温度低,火焰温度低,回流区中部OH含量高;在近熄火状态,大量CO被氧化,释放热量过高导致无法模拟出熄火现象。Z66机理可以模拟出火焰正常状态,在低当量比下也可以模拟出熄火状态。算例中,局部Da>1的区域超过35%则会发生熄火。 展开更多
关键词 概率密度函数输运方程湍流燃烧模型(tpdf) 大涡模拟(LES) 钝体熄火 反应机理 AECSC程序
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用ASOM和PDF方程模型模拟湍流射流燃烧 被引量:1
11
作者 王方 周力行 +1 位作者 许春晓 Graham M Goldin 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期431-436,共6页
分别用代数二阶矩(ASOM)湍流燃烧模型和概率密度函数(PDF)输运方程模型模拟了美国Sandia国家实验室测量的甲烷-空气湍流射流燃烧,并将模拟结果与实验结果对比.结果表明,在大多数区域内,两种模型预报的平均温度、平均组分质量分数都与实... 分别用代数二阶矩(ASOM)湍流燃烧模型和概率密度函数(PDF)输运方程模型模拟了美国Sandia国家实验室测量的甲烷-空气湍流射流燃烧,并将模拟结果与实验结果对比.结果表明,在大多数区域内,两种模型预报的平均温度、平均组分质量分数都与实验结果符合很好,考虑到ASOM模型的计算量约为PDF方程模拟计算量的1/100,因而认为ASOM模型更适合工程应用.用PDF模拟结果统计的温度和质量分数脉动的自关联,以及反应速率系数脉动和质量分数脉动的互关联,在大多数区域内与对应的时均量的梯度乘积有相似的变化趋势,因此验证了ASOM模型封闭假设的合理性。 展开更多
关键词 湍流燃烧 二阶矩模型 标量概率密度函数方程模型
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蒸发模型对乙醇湍流射流火焰模拟影响研究
12
作者 王方 武召阳 +2 位作者 邵奇 任杰 金捷 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期818-830,共13页
航空发动机燃烧室高精度数值模拟需要合理的蒸发模型,目前蒸发模型对两相湍流燃烧模拟的影响定量研究不足。乙醇较其他燃料蒸发潜热大,对蒸发模型敏感。文章采用LES求解湍流、TPDF解决湍流和化学反应的相互作用,研究Abramzon-Sirignano(... 航空发动机燃烧室高精度数值模拟需要合理的蒸发模型,目前蒸发模型对两相湍流燃烧模拟的影响定量研究不足。乙醇较其他燃料蒸发潜热大,对蒸发模型敏感。文章采用LES求解湍流、TPDF解决湍流和化学反应的相互作用,研究Abramzon-Sirignano(A-S)蒸发模型、Spalding蒸发模型和厚交换层(NC-TEL)蒸发模型对高雷诺数乙醇两相湍流射流火焰的数值模拟结果并与实验数据对比。定量分析不同蒸发模型对温度、混合物分数及液相分布等的规律性影响发现,A-S蒸发模型在射流中心区域与实验数据拟合较好,在其它区域表现欠佳;Spalding模型在x/d=10截面上模拟结果良好;NC-TEL蒸发模型在x/d>10截面及远离射流中心方向上的模拟结果表现最好。与其他模型相比,NC-TEL蒸发模型在液相速度上与实验数据相差最大为21.9%,表现最好。 展开更多
关键词 大涡模拟 概率密度函数输运方程 湍流燃烧模型 乙醇湍流射流火焰 厚交换层蒸发模型
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AECSC-IBM航空发动机燃烧室数值模拟软件研发与检验 被引量:3
13
作者 王煜栋 王方 +1 位作者 周佳伟 金捷 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2310-2323,共14页
针对航空发动机燃烧室的高保真数值模拟需求,基于浸没边界方法(IBM)及大涡模拟-输运概率密度函数湍流燃烧模型(LES-TPDF)开发软件AECSC-IBM,用网格标记映射燃烧室真实几何结构。通过模拟双旋流燃烧室算例和Sandia射流火焰算例检验湍流... 针对航空发动机燃烧室的高保真数值模拟需求,基于浸没边界方法(IBM)及大涡模拟-输运概率密度函数湍流燃烧模型(LES-TPDF)开发软件AECSC-IBM,用网格标记映射燃烧室真实几何结构。通过模拟双旋流燃烧室算例和Sandia射流火焰算例检验湍流流动和燃烧的模拟精度。在双旋流燃烧室模拟中,旋流器出口时均轴向、径向、切向速度平均误差分别为15.7%、23.8%和15.0%。在射流火焰的模拟中,Flame-E和Flame-F的温度、燃料质量分数平均相对误差分别为14.69%、5.22%和14.18%、5.54%。进一步将AECSC-IBM软件应用于某真实结构单头部燃烧室算例,模拟得到出口温度与实验数据相比方均根误差为11.66%。算例检验表明AECSC-IBM软件能快速精确映射几何模型,大幅减少复杂几何高质量网格生成工作量,高效准确地模拟航空发动机燃烧室内的两相湍流燃烧现象,模拟结果可为燃烧室精细化研发提供燃烧场数据参考,具有工程实用价值。 展开更多
关键词 AECSC-IBM软件 大涡模拟(LES) 输运概率密度函数方程(tpdf) 浸没边界方法(IBM) 燃烧室数值模拟
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基于释热率分析的钝体贫油熄火过程分析 被引量:3
14
作者 邢竞文 金捷 王方 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期473-484,共12页
针对锥形钝体稳定的甲烷-空气预混湍流火焰复杂的熄火过程,采用大涡模拟(LES)与输运方程概率密度函数(TPDF)湍流燃烧模型相结合的模拟方法,研究远离熄火、近熄火及熄火点的火焰和释热率(HRR)数值变化情况,定量分析熄火判据。结果表明:... 针对锥形钝体稳定的甲烷-空气预混湍流火焰复杂的熄火过程,采用大涡模拟(LES)与输运方程概率密度函数(TPDF)湍流燃烧模型相结合的模拟方法,研究远离熄火、近熄火及熄火点的火焰和释热率(HRR)数值变化情况,定量分析熄火判据。结果表明:冷态速度模拟结果和实验的相对均方根误差在10%以内,热态误差在20%以内;释热率是否出现在OH和CH;O重叠的区域,是判断熄火的一个重要参数;远离熄火时,释热率高的区域主要沿内侧剪切层出现;近熄火工况下,释热率在流向轴上闭合,回流区下游也出现较大的释热率;熄火点工况下,较大释热率的区域在回流区下游和上游均有出现;模拟预测的熄火情况和实验PLIF结果一致;平均释热率可作为判断熄火的定量依据,即当钝体后方0.2d处内侧剪切层平均释热率与回流区平均释热率的比值小于4时,发生熄火。 展开更多
关键词 释热率(HRR) 贫油熄火边界预测 大涡模拟(LES) 输运方程概率密度函数(tpdf) 湍流燃烧
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湍流燃烧概率密度函数(PDF)模拟的敏感性分析 被引量:2
15
作者 周华 王琥 任祝寅 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期208-212,共5页
针对采用概率密度函数(PDF)方法的湍流燃烧数值模拟,基于已有的颗粒层面局部敏感性分析,提出一种改进方法,以高效地估计对反应动力学参数的局部敏感性系数。该方法的两个关键思路为:评估化学反应对组分演化的重要程度;以"当前效应&... 针对采用概率密度函数(PDF)方法的湍流燃烧数值模拟,基于已有的颗粒层面局部敏感性分析,提出一种改进方法,以高效地估计对反应动力学参数的局部敏感性系数。该方法的两个关键思路为:评估化学反应对组分演化的重要程度;以"当前效应"估计"总体效应"。以部分搅拌反应器(PaSR)为研究对象,通过与直接计算的结果比较,证明了新方法的计算结果可作为直接计算的有效估计,能够有效预测各个化学反应对于系统的相对重要性。 展开更多
关键词 湍流燃烧模拟 敏感性分析 概率密度函数方法
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基于曲线坐标系浸没边界方法的折流燃烧室模拟 被引量:2
16
作者 王煜栋 王方 +1 位作者 甘甜 金捷 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期118-130,共13页
航空发动机折流燃烧室几何结构复杂,其高保真数值模拟需要高效的网格与边界条件处理方法。采用曲线坐标系隐式浸没边界方法结合大涡模拟-概率密度函数输运方程湍流燃烧模型开发自研软件,并实现WP11中折流燃烧室的高保真模拟。流动模拟... 航空发动机折流燃烧室几何结构复杂,其高保真数值模拟需要高效的网格与边界条件处理方法。采用曲线坐标系隐式浸没边界方法结合大涡模拟-概率密度函数输运方程湍流燃烧模型开发自研软件,并实现WP11中折流燃烧室的高保真模拟。流动模拟中准确解析了该燃烧室中的三股主要气流,且三股气流分别约占进口流量的75%,12.5%和12.5%。两相燃烧模拟中针对拉格朗日框架下的液滴运动和欧拉框架下的湍流燃烧采用不同网格标记,模拟得到的出口径向温度分布规律与实验一致,平均相对误差为17.95%,表明基于本方法开发的自研软件能准确模拟折流燃烧室中的两相湍流燃烧现象。 展开更多
关键词 数值模拟 浸没边界方法 大涡模拟 概率密度函数输运方程 湍流燃烧模型 折流燃烧室
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基于LES的射流火焰湍流辐射交互作用研究 被引量:1
17
作者 宋绪光 金捷 +1 位作者 张敏琦 王方 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2667-2676,共10页
在大涡模拟中,研究了亚格子湍流辐射交互作用(SGS-TRI)对Sandia Flame D和Flame 4D(Scaled Sandia flame D)辐射源项的影响。模拟中,采用概率密度函数输运方程(TPDF)湍流燃烧模型模拟湍流燃烧过程,球谐函数(P1近似)法、灰气体加权和模型... 在大涡模拟中,研究了亚格子湍流辐射交互作用(SGS-TRI)对Sandia Flame D和Flame 4D(Scaled Sandia flame D)辐射源项的影响。模拟中,采用概率密度函数输运方程(TPDF)湍流燃烧模型模拟湍流燃烧过程,球谐函数(P1近似)法、灰气体加权和模型(WSGGM)模拟辐射换热。采用湍流涡团光学薄脉动近似(OTFA)处理滤波吸收项,分别采用考虑和忽略SGS-TRI的方法求解滤波发射项。结果显示,SGS-TRI仅在辐射源项本身数值较小的区域对时均辐射源项有相对较大的影响(最大为25%);考虑和忽略SGS-TRI计算得到的时均温度以及CO_(2)浓度等径向分布基本重合(相对差别小于3%)。因此,亚格子湍流辐射交互作用对无碳烟湍流射流火焰(Flame D和Flame 4D)的影响较小。 展开更多
关键词 湍流辐射交互作用 亚格子 大涡模拟 概率密度函数输运方程模型 辐射传热
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Review of Lagrangian stochastic models for turbulent combustion 被引量:2
18
作者 Tianwei Yang Yu Yin +1 位作者 Hua Zhou Zhuyin Ren 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第10期1467-1488,I0001,共23页
Predictive simulation of the combustion process in engine is crucial to understand the complex underlying physicochemical processes, improve engine performance, and reduce pollutant emissions. Key issues such as the p... Predictive simulation of the combustion process in engine is crucial to understand the complex underlying physicochemical processes, improve engine performance, and reduce pollutant emissions. Key issues such as the physical modeling of the interaction between turbulence, chemistry and droplets, and the incorporation of the detailed chemistry in high-fidelity simulations of complex flows remain essential though challenging. This paper reviews the transported probability density function method for turbulent dilute spray flames in the dual-Lagrangian framework that shows potential to address some critical modeling issues. An overview is presented for the contributions made within the last decade or so for the three key ingredients for modeling the interaction between turbulence, chemistry and droplets, i.e., micro-mixing, subgrid dispersion and two-phase coupling. Then, various methods for detailed chemistry acceleration are reviewed to address the issue of high computational cost for its use in multidimensional simulations. Finally, some applications of the dual-Lagrangian method in both laboratory-scale and device-scale configurations are provided to demonstrate its capability as well as deficiency at the current stage. Some open modeling challenges are raised and recommended for further investigation. 展开更多
关键词 transported probability density function method Large eddy simulation Dual-Lagrangian framework Turbulent spray flames Detailed chemistry
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颗粒层面敏感性分析在湍流预混火焰中的应用
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作者 周华 任祝寅 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1106-1111,共6页
以一个带值班火焰的甲烷-空气预混射流火焰(PPJB)为研究对象,对中心射流速度分别为50 m/s(PM1-50)与200 m/s(PM1-200)的两个火焰进行RANS-PDF模拟。利用颗粒层面敏感性分析方法,研究了IEM与EMST两种混合模型在湍流预混火焰中的特性,发... 以一个带值班火焰的甲烷-空气预混射流火焰(PPJB)为研究对象,对中心射流速度分别为50 m/s(PM1-50)与200 m/s(PM1-200)的两个火焰进行RANS-PDF模拟。利用颗粒层面敏感性分析方法,研究了IEM与EMST两种混合模型在湍流预混火焰中的特性,发现对于PM1-50火焰,尽管两种混合模型对组分平均值的预测非常相似,但却对应了两种燃烧模式,EMST对应火焰传播模式,而IEM对应自着火模式;对于PM1-200火焰,两种模型均对应火焰传播模式。通过比较敏感性系数的径向分布,发现对于PM1-50火焰,增强混合或反应强度都可以促进反应进度,火焰特性同时受混合和化学反应控制。对于PM1-200火焰,在上游位置处,增强混合反而会抑制反应进度,火焰特性同时受混合和化学反应控制;在下游位置处,化学反应是火焰的控制物理过程。 展开更多
关键词 湍流预混燃烧 敏感性分析 概率密度函数模拟
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