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二甲醚/空气湍流分层燃烧的直接数值模拟与机理研究
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作者 谭莉 亢银虎 卢啸风 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期196-204,共9页
针对内燃机条件下分层燃烧的情况,采用直接数值模拟方法,研究了温度分层对二甲醚(dimethyl ether,DME)/空气预混气湍流分层燃烧过程的影响机制.结果表明:与零维反应器内的均质自着火过程相比,湍流分层燃烧延长了整体燃烧过程的持续时间... 针对内燃机条件下分层燃烧的情况,采用直接数值模拟方法,研究了温度分层对二甲醚(dimethyl ether,DME)/空气预混气湍流分层燃烧过程的影响机制.结果表明:与零维反应器内的均质自着火过程相比,湍流分层燃烧延长了整体燃烧过程的持续时间,平均释热率峰值明显降低;输运预算分析揭示了着火锋面的传播存在自燃波与爆燃波两种着火模式,随着温度分层程度的增大,爆燃模式逐渐增强,进而导致高温着火提前;化学爆炸模式分析明晰了燃料着火的演变过程,并且利用相关准则数准确揭示了控制低温与高温着火过程的关键变量与基元反应.研究结果对于DME均质压燃式内燃机的设计以及燃烧过程调控具有借鉴意义. 展开更多
关键词 二甲醚 自着火 湍流分层燃烧 直接数值模拟 化学爆炸模式分析
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支板增强混合超声速燃烧的大涡模拟研究 被引量：3
2
作者 黄志伟 何国强 +1 位作者 秦飞 魏祥庚 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期664-670,678,共8页
基于开放源代码软件Open FOAM,建立了三维可压缩反应流动大涡模拟求解器,采用了Pa SR亚格子燃烧模型和27步的氢气-空气反应动力学机理,开展了支板增强混合的超声速燃烧大涡模拟研究,对比了滑移和粘性2种不同壁面边界条件的影响。计算结... 基于开放源代码软件Open FOAM,建立了三维可压缩反应流动大涡模拟求解器,采用了Pa SR亚格子燃烧模型和27步的氢气-空气反应动力学机理,开展了支板增强混合的超声速燃烧大涡模拟研究,对比了滑移和粘性2种不同壁面边界条件的影响。计算结果表明,不同截面上的平均轴向速度和温度与实验数据吻合良好,较好捕捉了超声速扩散燃烧的火焰空间发展过程。详细讨论了剪切层增长、发展和破碎对燃烧过程的影响,揭示了支板后旋涡脱落与燃烧过程的耦合作用,区分了支板下游亚声速区和超声速区内不同的掺混模式。利用化学爆炸模式分析方法,获取了爆炸化学过程及其特征时间尺度,得到了详细的火焰结构及其稳定机制。 展开更多
关键词 超声速燃烧 化学爆炸模式分析 大涡模拟 PaSR燃烧模型 OPENFOAM
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湍流热伴流条件下二甲醚射流推举火焰的冷焰特性与稳定机理
3
作者 亢银虎 张弋 +1 位作者 张朋远 卢啸风 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期2306-2317,共12页
发动机内的湍流射流推举火焰具有部分预混燃烧的特征,并且伴随着与冷焰的强耦合作用,因此对其开展基础研究具有重要的理论与应用价值。基于高压热伴流条件下二甲醚(dimethyl ether,DME)湍流狭缝射流燃烧过程的直接数值模拟结果,采用化... 发动机内的湍流射流推举火焰具有部分预混燃烧的特征,并且伴随着与冷焰的强耦合作用,因此对其开展基础研究具有重要的理论与应用价值。基于高压热伴流条件下二甲醚(dimethyl ether,DME)湍流狭缝射流燃烧过程的直接数值模拟结果,采用化学爆炸模式分析(chemical explosive mode analysis,CEMA)方法,研究了推举高度内的冷焰结构与反应动力学特性、冷焰与湍流的相互作用,以及它对推举稳定性的影响。结果表明:冷焰反应主要发生在富燃当量比的范围内,冷焰的自着火过程由参与燃料裂解反应的大分子碳氢组分所控制,而热焰的自着火过程由小分子氧化放热反应所控制。CEMA分析表明,火焰不同区域内具有不同的火焰结构、燃烧模式、以及主导组分与基元反应。DME推举火焰的稳定性由稳定点上游贫燃侧窄带区内由链分支反应所引起的自着火过程所控制。尽管湍流拉伸作用会抑制冷焰反应,但是由冷焰反应所产生的低温组分,对于诱导高温着火、形成推举稳定点具有重要作用。 展开更多
关键词 冷焰 湍流火焰 化学爆炸模式分析 稳定性
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