姜海
,
赵平辉
,
陈义良
,
刘明侯
工程热物理学报
多孔介质具有良好的蓄热、传热性能,多孔介质燃烧可以有效地降低系统的热损失,提高尺度燃烧的稳定性.本文在一个内径2 am、长2 cm的圆柱形腔体里组织多孔介质燃烧,测量了点火和稳定燃烧的当量比范围,腔体和出口温度等参数;将燃烧室与小喷管结构相结合,获得了稳定的微推力.
关键词:
多孔介质燃烧
,
小型推进器
,
推力测试
赵平辉
,
叶桃红
,
姜海
,
陈义良
工程热物理学报
当气流速度较大时,多孔介质内预混燃烧的模拟需要考虑湍流的影响,本文利用简化的k-ε双方程湍流反应流模型对多孔介质内的预混火焰进行了数值模拟.结果表明,湍流大大加强了气流的组分和能世扩散,计算得到的火焰传播速度、CO及NO的排放量都与实验值符合得比较好,与层流模型相比,湍流模型能够改善计算结果.
关键词:
多孔介质
,
湍流
,
预混火焰
,
火焰传播速度
姜海
,
赵平辉
,
张根煙
,
陈义良
,
刘明侯
工程热物理学报
对惰性堆积床内丙烷/空气预混气体的燃烧过程进行了试验测量和数值研究.通过测量稳态燃烧时燃烧器内温度场,结合一维稳态层流模型的数值模拟,分析了堆积床内不同工作条件对火焰结构,燃烧稳定性和污染物排放的影响.同时对非稳态过程的燃烧波传播进行了简单的观测和分析.
关键词:
堆积床
,
多孔介质
,
层流预混燃烧
赵平辉
,
叶桃红
,
朱旻明
,
陈靖
,
陈义良
工程热物理学报
使用发展的大涡模拟并行程序,数值模拟了圆形射流湍流场,与实验值进行详细比较,对大涡模拟程序进行检验,并分析网格尺度对计算结果的影响。结果表明,大涡模拟计算的平均速度场和雷诺应力场与实验值符合得非常好,验证了该大涡模拟计算程序的可靠性和精确度。同时发现一阶统计矩受网格尺度影响不大,二阶及高阶矩与网格尺度有较大的关系,因此使用大涡模拟方法计算湍流及湍流燃烧问题应对网格依赖性进行必要分析,至少保证二阶统计矩具有较好的精度。
关键词:
大涡模拟
,
圆形射流
,
亚格子尺度模型
,
网格尺度
张根烜
,
陈义良
,
刘明侯
,
林博颖
,
赵平辉
工程热物理学报
在多孔介质内组织预混燃烧,燃气与多孔介质有强烈的换热作用,燃烧过程伴随着化学反应和热输运的强烈耦合.本文以惰性氧化铝球堆积床内的甲烷/空气预混燃烧为例,提出解析模型,对燃烧过程进行理论分析,给出温度分布的解析解,发现了超绝热火焰温度燃烧现象.
关键词:
多孔介质
,
预混燃烧
,
超绝热火焰温度燃烧
,
理论分析
张根烜
,
刘明侯
,
陈义良
,
赵平辉
工程热物理学报
以惰性堆积床内甲烷/空气低速过滤燃烧为例,因次分析系统特征尺度,基于修正的单温度模型,提出一种封闭的耦合解析方法,对燃烧过程进行理论分析.研究了燃烧波波速、火焰传播速率、最高燃烧温度等燃烧特性参数,将计算结果与实验结果以及前人的理论结果进行对比.
关键词:
多孔介质
,
过滤燃烧
,
燃烧波
,
火焰传播速率
,
超绝热火焰温度燃烧
朱旻明
,
赵平辉
,
陈义良
,
白雪松
,
工程热物理学报
本文目的是研究声激励对自由射流流场结构的影响。采用多重网格方法对声激励下三维自由射流（Re=2200）的空间演化做大涡模拟。比较了无激励情况和不同频率声激励下射流涡量场的改变。计算表明，当声激励频率接近射流优势频率时，涡量场结构变化显著。周向涡量集中卷起形成大的涡环，射流径向扩展增大。当激励频率接近优势频率两倍时，有涡合并现象，说明出现次谐波。当激励频率远高于优势频率时，流场结构与无激励情况差别不大。本文还给出在接近优势频率的激励下射流中的流向涡量的分布，定性上与实验观察相同。
关键词:
声激励
,
自由射流
,
大涡模拟
,
多重网格
陈靖
,
赵平辉
,
韩超
,
朱旻明
,
陈义良
工程热物理学报
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.
关键词:
大涡模拟
,
射流扩散火焰
,
火焰面模型
,
POD分析
姜海
,
赵平辉
,
陈义良
,
刘明侯
工程热物理学报
对双层多孔介质燃烧器内丙烷/空气预混燃烧进行实验和数值研究.实验对多孔介质燃烧器内固体温度场分布进行测量分析;数值计算利用商业软件FLUENT6.2,通过添加用户自定义标量方程和用户自定义函数,对有壁面散热的双层多孔介质内预混燃烧进行了二维模拟,并与实验结果进行了比较.结果表明,双层多孔介质燃烧器具有良好的稳定燃烧范围和较低的污染物排放;壁面散热对多孔介质燃烧的影响不可忽视.
关键词:
双层多孔介质
,
预混燃烧
,
二维数值模拟
赵平辉
,
叶桃红
,
陆阳
,
陈义良
工程热物理学报
本文通过求解物理空间中的层流扩散火焰面方程,建立火焰面数据库.相比于求解混合物分数空间的层流火焰面模型,该模型不仅简单,且易于耦合详细组分输运模型、Soret效应和气相辐射等影响因素.同时,求出的温度及组分浓.度分布可以整理成各种不同参数的函数,提高了数据库使用的灵活性.本文对这种新的层流扩散火焰面模型进行详细的分析,并考察组分输运模型、Soret效应、气相辐射以及化学反应机理等因素对计算结果的影响.
关键词:
层流火焰面模型
,
扩散火焰
,
组分输运
,
Soret效应
,
化学反应机理
