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套筒式陶瓷燃烧器内燃烧过程数学模型 被引量:13
1
作者 张胤 贺友多 +1 位作者 李士琦 沈颐身 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期667-672,共6页
应用湍流扩散火焰燃烧模型,对套筒式陶瓷燃烧器燃烧室内的燃烧过程进行了计算机模拟研究,确定了燃烧过程中煤气、空气及燃烧产物的速度分布、温度分布和各组分的浓度分布,得到了燃烧过程中火焰的形状和长度.
关键词 陶瓷燃烧器燃烧 湍流扩散火焰 数学模型 热风炉
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用火焰面模型模拟甲烷/空气湍流射流扩散火焰 被引量:10
2
作者 董刚 王海峰 陈义良 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期73-79,共7页
以层流对撞扩散火焰为基础,利用层流火焰面模型(laminar flamelet model)的方法生成层流火焰面数据库,分别采用预先设定的几率密度函数(propabality density function,PDF)模型和混合物分数-湍流频率的联合几率密度函数输运模型,将... 以层流对撞扩散火焰为基础,利用层流火焰面模型(laminar flamelet model)的方法生成层流火焰面数据库,分别采用预先设定的几率密度函数(propabality density function,PDF)模型和混合物分数-湍流频率的联合几率密度函数输运模型,将火焰而方法应用于甲烷/空气湍流射流扩散火焰结构的模拟计算中.两个模型的计算结果和实验结果进行了比较和分析. 展开更多
关键词 火焰面模型 几率密度函数 混合物分数 标量耗散率 湍流射流 扩散火焰
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基于RANS求解的火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型研究 被引量:8
3
作者 武文 黄威 +1 位作者 赵平辉 叶桃红 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1016-1022,共7页
通过求解稳态一维拉伸层流扩散火焰面方程,得到混合物分数及反应进度Z-C双标量建表的层流火焰面数据库,并结合混合物分数满足β分布及一阶近似的反应进度变量条件概率密度分布,建立了湍流火焰面平均值数据库.通过将双参数火焰面模型的... 通过求解稳态一维拉伸层流扩散火焰面方程,得到混合物分数及反应进度Z-C双标量建表的层流火焰面数据库,并结合混合物分数满足β分布及一阶近似的反应进度变量条件概率密度分布,建立了湍流火焰面平均值数据库.通过将双参数火焰面模型的查表和求解过程与OpenFOAM计算平台相结合,发展了基于RANS方法的双参数湍流燃烧火焰面模型及数值计算求解器ZCFoam.对轴对称湍流射流Sandia D火焰的模拟表明,计算给出的温度分布、主要组分的分布等与实验值吻合较好. 展开更多
关键词 湍流扩散燃烧 火焰面模型 反应进度变量 OPENFOAM 数值模拟
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湍流扩散火焰数值模拟中若干影响因素的研究 被引量:6
4
作者 王利希 陈石 谢洪勇 《中国粉体技术》 CAS 2005年第1期16-20,共5页
应用CFD商业软件FLUENT,对火焰CVD法制备纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,分析了边界条件、物性以及辐射等因素对温度场的影响,尤其在低雷诺数下分子扩散对湍流计算中的不可忽略性进行了说明。计算的火焰形状与长度与实验中... 应用CFD商业软件FLUENT,对火焰CVD法制备纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,分析了边界条件、物性以及辐射等因素对温度场的影响,尤其在低雷诺数下分子扩散对湍流计算中的不可忽略性进行了说明。计算的火焰形状与长度与实验中所观察的相符。 展开更多
关键词 火焰CVD法 纳米颗粒 湍流扩散燃烧 低雷诺数
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湍流扩散火焰细微结构特性分析 被引量:6
5
作者 杨勇 马卫民 +3 位作者 杨宏旻 刘勇 顾璠 徐益谦 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 1999年第3期283-287,共5页
利用光学显微技术和计算机图象处理技术 ,在实验基础上 ,对湍流扩散火焰的细微结构进行分析和研究 ,从经典几何和分形几何两个不同角度对湍流扩散火焰细微结构曲线的特性进行定性描述 ,分析火焰细微结构曲线的两个特性参数——曲线度和... 利用光学显微技术和计算机图象处理技术 ,在实验基础上 ,对湍流扩散火焰的细微结构进行分析和研究 ,从经典几何和分形几何两个不同角度对湍流扩散火焰细微结构曲线的特性进行定性描述 ,分析火焰细微结构曲线的两个特性参数——曲线度和分形维数与火焰热辐射强度的关系。 展开更多
关键词 湍流扩散火焰 细微结构 图象处理 火焰
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基于FGM的湍流射流扩散火焰超大涡模拟 被引量:6
6
作者 夏朝阳 韩省思 毛军逵 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期529-533,共5页
为了研究超大涡模拟(VLES)预测湍流燃烧问题的能力,本文采用VLES结合基于假定概率密度函数的火焰面生成流型(FGM)建表湍流燃烧模型对值班甲烷/空气湍流射流扩散火焰(Sandia Flame D)开展了高精度数值研究,并与实验结果进行了详细比较。... 为了研究超大涡模拟(VLES)预测湍流燃烧问题的能力,本文采用VLES结合基于假定概率密度函数的火焰面生成流型(FGM)建表湍流燃烧模型对值班甲烷/空气湍流射流扩散火焰(Sandia Flame D)开展了高精度数值研究,并与实验结果进行了详细比较。结果表明本文发展的VLES-FGM方法可以较准确地预测出湍流射流扩散火焰中的非稳态燃烧过程,且VLES湍流模拟方法对于湍流燃烧问题具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 超大涡模拟 火焰面生成流型 假定概率密度函数 湍流扩散火焰
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多股射流瓦斯燃烧器湍流扩散火焰尺度的实验研究 被引量:2
7
作者 段希利 王宗明 +1 位作者 王丽娟 仇性启 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期144-147,156,共5页
用火焰图像分析方法,对一种多股射流燃烧器燃烧富含氢气的瓦斯产生的湍流扩散火焰的尺度进行了实验研究,研究了燃烧器结构参数和操作参数对火焰长度和长宽比等尺度特性的影响规律。结果表明,火焰长度随燃烧器喷孔总面积的增大和燃气流... 用火焰图像分析方法,对一种多股射流燃烧器燃烧富含氢气的瓦斯产生的湍流扩散火焰的尺度进行了实验研究,研究了燃烧器结构参数和操作参数对火焰长度和长宽比等尺度特性的影响规律。结果表明,火焰长度随燃烧器喷孔总面积的增大和燃气流量的增大而增大,随助燃空气过剩系数的增大而减小;火焰长度和长宽比随上层喷孔位置角的增大而减小。同时发现,瓦斯中氢气含量对火焰尺度影响较大,随着氢气含量增大,火焰长度和长宽比都明显减小。 展开更多
关键词 多股射流 瓦斯 湍流扩散火焰 尺度
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同轴自由射流火焰的实验研究 被引量:3
8
作者 郭庆华 梁钦锋 +2 位作者 颜卓勇 于广锁 于遵宏 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期441-445,共5页
利用同轴双通道烧嘴,研究敞开环境下氧气-酒精垂直自由射流扩散火焰的特征.计算同轴射流双通道烧嘴的当量直径、Froude数等影响湍流扩散火焰长度的参数,拟合湍流扩散火焰长度的公式.拍摄了曝光时间为1/1 000 s的火焰图像,测量液体燃料... 利用同轴双通道烧嘴,研究敞开环境下氧气-酒精垂直自由射流扩散火焰的特征.计算同轴射流双通道烧嘴的当量直径、Froude数等影响湍流扩散火焰长度的参数,拟合湍流扩散火焰长度的公式.拍摄了曝光时间为1/1 000 s的火焰图像,测量液体燃料在不同操作条件下的破裂长度.实验结果表明,湍流火焰的长度在富氧条件下随着酒精流量的增加而增长,当达到完全燃烧条件时火焰长度达到最大值;湍流扩散火焰的液体破裂长度几乎不随操作条件发生变化. 展开更多
关键词 同轴射流 湍流扩散火焰 火焰长度 破裂长度
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火焰CVD法合成纳米颗粒的燃烧过程数值模拟 被引量:3
9
作者 赵和平 郝晓梅 +1 位作者 陈石 谢洪勇 《纳米科技》 2005年第6期7-10,共4页
文章应用CFD商业软件Fluent,对火焰气相沉积法合成TiO2纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,并对不同近壁面处理方式下的三种κ-ε湍流模型进行了比较。通过与实验数值比较,在非平衡壁面处理下的模拟效果较好。用Standard κ-... 文章应用CFD商业软件Fluent,对火焰气相沉积法合成TiO2纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,并对不同近壁面处理方式下的三种κ-ε湍流模型进行了比较。通过与实验数值比较,在非平衡壁面处理下的模拟效果较好。用Standard κ-ε湍流模型,对16种工况的丙烷/空气火焰CVD法合成纳米TiO2颗粒的燃烧过程进行了数值模拟。结果表明模拟的火焰长度与实验结果符合的较好,空气/丙烷比高于恰当比时火焰温度的模拟结果与实验结果符合的较好。 展开更多
关键词 火焰气相沉积法 纳米颗粒 湍流扩散燃烧 湍流模型
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坡度条件下湍流扩散火焰形态的实验研究 被引量:1
10
作者 吴荻 刘乃安 +3 位作者 谢小冬 张林鹤 张阳 颜卫东 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2150-2154,共5页
本文以湍流扩散火焰为研究对象,在不同坡度及热释放速率条件下开展了火焰形态参数演化的实验研究。结果表明,当坡度在10°~15°范围内上升,火焰附着长度的增加主要是由于火焰两侧空气卷吸差异引起的压差。火焰附着长度和水平火... 本文以湍流扩散火焰为研究对象,在不同坡度及热释放速率条件下开展了火焰形态参数演化的实验研究。结果表明,当坡度在10°~15°范围内上升,火焰附着长度的增加主要是由于火焰两侧空气卷吸差异引起的压差。火焰附着长度和水平火焰长度之间呈现出较好的线性关系,火焰附着范围可通过火焰长度及火焰倾斜角来表征。当坡度为0°和40°时,无量纲火焰长度和无量纲热释放速率之间满足幂律关系;相对于坡度为0°时,40°时火焰长度随热释放速率的增长速率较为缓慢。 展开更多
关键词 湍流扩散火焰 火焰倾斜角 火焰附着长度 火焰长度
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条件矩封闭模型应用于非预混湍流反应流动 被引量:1
11
作者 刘涛 刘刚 +1 位作者 方韧 许康烈 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期442-446,共5页
推导了考虑分子和湍流扩散的条件矩封闭方程,并利用其模拟了二维非预混湍流反应流,计算结果与实验结果符合良好.结果表明,有限值的Damkohler数使条件平均变量偏离其平衡状态,且在混合分数η位于化学恰当比下的混合分数附... 推导了考虑分子和湍流扩散的条件矩封闭方程,并利用其模拟了二维非预混湍流反应流,计算结果与实验结果符合良好.结果表明,有限值的Damkohler数使条件平均变量偏离其平衡状态,且在混合分数η位于化学恰当比下的混合分数附近时偏离最大.Damkohler数的升高还使得条件和无条件平均的反应速率升高,并使条件平均变量向其平衡状态值趋近.本文还观察到以往的简化维数处理会引起一定的偏差.因此,对于一般的椭圆型反应流动。 展开更多
关键词 湍流火焰 扩散火焰 数值模拟 条件矩封闭模型
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CH_4/H_2/N_2射流火焰的大涡模拟和POD分析 被引量:3
12
作者 陈靖 赵平辉 +2 位作者 韩超 朱旻明 陈义良 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1385-1388,共4页
使用大涡模拟加稳态火焰面模型、火焰面/反应进度模型对CH_4/H_2/N_2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... 使用大涡模拟加稳态火焰面模型、火焰面/反应进度模型对CH_4/H_2/N_2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技术对流场进行分解与重构,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。 展开更多
关键词 大涡模拟 射流扩散火焰 火焰面模型 POD分析
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钝体稳定射流火焰的火焰面模型数值研究 被引量:3
13
作者 韩宗英 何昌升 +1 位作者 李井华 颜应文 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期337-347,共11页
基于稳态火焰面(SLFM)和交互式非稳态欧拉颗粒火焰面(EPFM)模型对Sydney大学CH4/H2钝体稳定湍流扩散火焰行了数值研究,采用修正的雷诺应力模型(RSM),同时对两种不同规模的甲烷详细化学反应动力学机理进行研究,比较了燃烧模型和反应机理... 基于稳态火焰面(SLFM)和交互式非稳态欧拉颗粒火焰面(EPFM)模型对Sydney大学CH4/H2钝体稳定湍流扩散火焰行了数值研究,采用修正的雷诺应力模型(RSM),同时对两种不同规模的甲烷详细化学反应动力学机理进行研究,比较了燃烧模型和反应机理对湍流火焰结构、活性自由基以及氮氧化物预测精度的影响,与实验数据对比结果表明:两种反应机理得到的温度场和主要组分分布基本相同;SLFM模型能对速度场和标量场的分布进行较为准确预测,采用EPFM模型修正后,部分区域OH预测结果更加靠近实验结果;采用EPFM模型对SLFM模型耦合GRI-Mech 2.11的计算结果修正后,NO量级降低近2倍,预测精度明显改善,与实验结果实现较好的符合,验证了化学反应动力学机理以及非稳态效应对氮氧化物预测精度的影响。 展开更多
关键词 湍流扩散火焰 火焰面模型 交互式非稳态 氮氧化物 化学反应动力学机理
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Mathematical Model of Combustion in Blunt Annular Ceramic Burner 被引量:2
14
作者 ZHANG Yin HE You-duo +5 位作者 LI Shi-qi SHEN Yi-shen HUANG Xiao-yu TANG Qing-hua LI Heng-xu WANG Mi 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第2期1-6,共6页
The computer simulation of the combustion process in blast furnace(BF) stove has been studied by using the k-ε-g turbulent diffusion flame model.The combustion process in blunt annular ceramic burner was calculated b... The computer simulation of the combustion process in blast furnace(BF) stove has been studied by using the k-ε-g turbulent diffusion flame model.The combustion process in blunt annular ceramic burner was calculated by using the software.The profiles of gas and air velocity,temperature of the combustion products,concentration of the components,and the shape and length of the flame during combustion have been researched.Compared with the original annular ceramic burner,the new design of the blunt one improves the mixing of the gas and the air significantly,and shortened the length of the flame. 展开更多
关键词 blunt annular ceramic burner COMBUSTION turbulent diffusion flame mathematical model hot-blast stove
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纳米颗粒在火焰中聚结过程湍流稀释的数值模拟 被引量:1
15
作者 李云 陈石 谢洪勇 《中国粉体技术》 CAS 2006年第2期29-33,共5页
针对TiO2纳米颗粒合成过程,利用CFD商业软件FLUENT及其自定义函数功能,模拟了燃烧室中湍流扩散火焰的温度场和组分场;把二氧化钛作为一种准气体,在颗粒动力学模型中考虑了火焰中径向湍流引起的稀释作用对颗粒聚结的影响,对产物颗粒直径... 针对TiO2纳米颗粒合成过程,利用CFD商业软件FLUENT及其自定义函数功能,模拟了燃烧室中湍流扩散火焰的温度场和组分场;把二氧化钛作为一种准气体,在颗粒动力学模型中考虑了火焰中径向湍流引起的稀释作用对颗粒聚结的影响,对产物颗粒直径、聚集块中颗粒的数目等进行了预测,并对结果进行了分析;同时与未加径向湍流稀释项的模拟进行了比较,得出湍流的稀释作用对颗粒的生长过程有一定的影响,并分析了火焰温度、先驱物载体气体、燃料、氧化剂流量等对生成颗粒或者颗粒聚集块的尺寸的影响。 展开更多
关键词 纳米颗粒 湍流扩散火焰 颗粒动力学 湍流稀释
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氢气扩散火焰中辐射源项湍流脉动特征的PDF模拟 被引量:2
16
作者 徐晓 刘林华 +1 位作者 陈义良 王海峰 《计算物理》 CSCD 北大核心 2004年第3期346-350,共5页
 采用κ-ε湍流模型、标量联合的概率密度函数(PDF)输运方程和层流火焰面模型相结合,模拟氢气自由扩散火焰中辐射源项湍流脉动特征.给出了主燃区内辐射源项湍流脉动的频率图.辐射源项的样本点分布集中,大约95%以上的样本落在其系综的&#...  采用κ-ε湍流模型、标量联合的概率密度函数(PDF)输运方程和层流火焰面模型相结合,模拟氢气自由扩散火焰中辐射源项湍流脉动特征.给出了主燃区内辐射源项湍流脉动的频率图.辐射源项的样本点分布集中,大约95%以上的样本落在其系综的±3倍方差以内,频谱图为单峰. 展开更多
关键词 层流火焰面模型 概率密度函数 辐射源项 湍流扩散火焰 传热学
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一种固体火箭发动机燃烧室内流场的仿真研究
17
作者 蔡则苏 洪炳镕 +1 位作者 蒋少松 高薇薇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期693-697,共5页
给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与... 给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与非平衡化学反应之间的耦合.计算结果表明:燃烧室内漩涡运动呈现出一定的时间与空间分布,轴向加质导致燃烧室截面上流场轴向速度分布的不均衡. 展开更多
关键词 固体火箭发动机 湍流扩散火焰 层流小火舌模型 κ-ε方程
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椭圆型条件矩封闭模型在湍流扩散火焰中的应用
18
作者 刘涛 张堪 +1 位作者 孟鹍 方韧 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期761-767,共7页
使用考虑分子扩散与湍流扩散的椭圆型CMC模型对钝体绕流扩散火焰进行了数值模拟计算,计算的工况包括CH4/H2、CO/H2和CH3OH等燃料在空气中的燃烧。在数值计算中使用了k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,并将计算结果与实验数据进行了对比,... 使用考虑分子扩散与湍流扩散的椭圆型CMC模型对钝体绕流扩散火焰进行了数值模拟计算,计算的工况包括CH4/H2、CO/H2和CH3OH等燃料在空气中的燃烧。在数值计算中使用了k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,并将计算结果与实验数据进行了对比,讨论了计算结果与实验数据之间偏差产生的原因,还分析了条件平均变量的空间变化。结果表明,条件平均温度、OH、CO和NO等组分的质量分数的计算结果与实验数据有着很好的一致性,说明椭圆型CMC模型是一种能有效地预测湍流非预混火焰中组分浓度和温度的计算方法。 展开更多
关键词 条件矩封闭模型 湍流扩散火焰 数值模拟 燃烧模型
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TiO2纳米颗粒在火焰中凝结长大的数值模拟 被引量:1
19
作者 陈石 董楠航 +1 位作者 谢洪勇 盛玉美 《热科学与技术》 CAS CSCD 2008年第1期30-36,共7页
颗粒生长的数值模拟是通过流体动力学与颗粒动力学相结合计算实现的。实验表明,温度是颗粒成长中非常重要的因素之一,所以湍流扩散火焰的正确模拟,是颗粒学模型计算结果正确与否的关键。首先在CFD商业软件FLUENT中计算得到准确的丙烷与... 颗粒生长的数值模拟是通过流体动力学与颗粒动力学相结合计算实现的。实验表明,温度是颗粒成长中非常重要的因素之一,所以湍流扩散火焰的正确模拟,是颗粒学模型计算结果正确与否的关键。首先在CFD商业软件FLUENT中计算得到准确的丙烷与空气、四氯化钛与空气反应的湍流火焰场;然后应用FLUENT的UDF功能,编制C语言程序引入颗粒学模型进行计算,对颗粒尺寸进行了预测;通过对计算结果的分析探讨火焰温度、氧化剂流量等因素对生成颗粒或者颗粒聚集块尺寸的影响。结果表明:空气流率对火焰场温度影响很大;火焰场温度越高就越容易形成球形颗粒;颗粒在火焰中的时间越长,生成的颗粒或聚集块的尺寸就越大;气体的稀释作用对颗粒成长有一定影响。 展开更多
关键词 火焰法 纳米颗粒 湍流扩散燃烧 颗粒动力学
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颗粒简化成核、烧结及成长过程的数值模拟 被引量:1
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作者 董楠航 陈石 +1 位作者 谢洪勇 盛玉美 《纳米科技》 2007年第5期4-8,19,共6页
通过编制C语言程序在CFD商业软件FLUENT中引入颗粒动力学模型,实现对颗粒成长的数学模拟。首先在FLUENT中计算得到丙烷与空气反应的湍流火焰场(含四氯化钛氧化反应),在此基础上将气体中的颗粒或者颗粒聚集块看成一种假定的气体组分,... 通过编制C语言程序在CFD商业软件FLUENT中引入颗粒动力学模型,实现对颗粒成长的数学模拟。首先在FLUENT中计算得到丙烷与空气反应的湍流火焰场(含四氯化钛氧化反应),在此基础上将气体中的颗粒或者颗粒聚集块看成一种假定的气体组分,忽略颗粒相对流体的影响,通过UDF导入颗粒模型进行计算,对颗粒尺寸进行了预测,结果显示该模型对颗粒尺寸的预测与实验数据相差不大。进一步分析了火焰温度、氧化剂流量等对生成颗粒或者颗粒聚集块尺寸的影响,结果表明:温度越高颗粒成长越快,单位空间内氧化产物越多越容易长大。 展开更多
关键词 火焰CVD法 纳米颗粒 湍流扩散燃烧 颗粒动力学模型
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