基于简化机理的乙烯/空气平面射流非预混火焰的数值研究

【作者】 马素刚； 仲峰泉； 陈立红； 张新宇；

【机构】 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室；

【摘要】 采用分离涡(DES)方法结合乙烯的简化机理数值研究乙烯/空气平面射流非预混燃烧过程,对乙烯/空气混合、初始点火及火焰形态等特性进行了讨论。采用基于误差传递的直接关系图法(DRGEP)对乙烯71组分/395步详细机理进行简化,获得了25组分/131步简化机理,并验证了简化机理的可靠性。同时,采用了分离涡(DES)方法以及涡耗散概念(EDC)模型模拟湍流火焰与燃烧,并与Yoo等人采用直接数值模拟(DNS)的结果进行了对比。给出的温度、组分浓度分布与DNS结果吻合的较好,火焰推举高度与DNS结果差异小于20%。与DNS相比,采用简化机理及DES可以极大地节约计算时间与计算资源。采用32CPU,经过120小时完成了乙烯点火及燃烧2.5 ms的非定常计算。而采用DNS计算使用了30 000 CPU,需要480小时,计算效率大大提高。更多还原