CH4/H2/N2射流火焰的大涡模拟和POD分析

工程热物理学报 , 2013, 34(7): 1385-1388.

CH4/H2/N2射流火焰的大涡模拟和POD分析

陈靖 ^1, , 赵平辉 ^2, , 韩超 ^3, , 朱旻明 ^4, , 陈义良 ^5,

1.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

2.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

3.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

4.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

5.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资助(wk2090130011) 国家自然科学基金项目(50936005, 51006095)

关键词：大涡模拟 , 射流扩散火焰 , 火焰面模型 , POD分析

Large Eddy Simulation of a CH4/H2/N2 Jet Flame and its POD Analysis

CHEN Jing ^1, , ZHAO Ping-Hui ^2, , HAN Chao ^3, , ZHU Min-Ming ^4, , CHEN Yi-Liang ^5,

1.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

2.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

3.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

4.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

5.中国科学技术大学,热科学和能源工程系,安徽合肥230027

Keywords： large eddy simulation , turbulent diffusion flame , flamelet models , proper orthogonal decomposition

使用大涡模拟加稳态火焰面模型、火焰面/反应进度模型对CH4/H2/N2湍流射流扩散火焰进行了模拟,通过与实验数据的详细比较对火焰面模型进行了检验.结果表明,两种火焰面模型计算得到的低阶矩与实验值都符合得较好,后者对二阶矩捕捉更准确;小组分(No,OH)分布与实验结果都有较大偏差,直接求解小组分输运方程可得到较好结果.最后用POD技术对漉场进行分解与重构,可以发现前5阶模态即占有总能量的60％左右,且中心射流区域集中了各尺度的湍流相干结构.

参考文献

[1]	Bergmann V.;Wolff D.;Stricker W.;Meier W. .Application of spontaneous Raman and Rayleigh scattering and 2D LIF for the characterization of a turbulent CH4/H-2/N-2 jet diffusion flame[J].Applied physics, B. Lasers and optics,1998(4):489-502.
[2]	Ch. Schneider;A. Dreizler;J. Janicka;E.P. Hassel .Flow field measurements of stable and locally extinguishing hydrocarbon-fuelled jet flames[J].Combustion and Flame,2003(1/2):185-190.
[3]	Heinz Pitsch .Unsteady flamelet modeling of differential diffusion in turbulent jet diffusion flames[J].Combustion and Flame,2000(3):358-374.
[4]	Sean J. Danby;Tarek Echekki .Proper orthogonal decomposition analysis of autoignition simulation data of nonhomogeneous hydrogen-air mixtures[J].Combustion and Flame,2006(1/2):126-138.

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