z-yc二维火焰面模型地研究

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1、㈣㈥㈣㈥㈣Y2354306UniversityofScienceandTechnologyol；ChinaAdissertationforMaster’SdegreeInvestigationofz—YcTwo—dimensionaIFlameletModelsAuthor’SName：QingzhongZhaospeciality：Supervisor：——‘。Thermo)Engineering1nermoplnysl‘cs一Asso．Prof．TaohongYeFinishedtime：May，2012中

2、国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：走基壶签字日期：兰型圣车』国主鸯中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论

3、文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。d；公开口保密(——年)作者签名：蜜叁立作者签名：篷邈蛰签字日期：边牛啦址导师签名：塑年兰丝坠签字日期：塑!王!尘：垒摘要火焰面模型通过对流动和化学反应进行解耦，可以大大减少数值模拟的计算量，因此，在燃烧计算中得到了广泛应用。以一维层流扩散和预混火焰为原型发展的火焰面模型，可以较好地模拟扩散火焰和预混火焰。但对于部分预混火

4、焰，已有的模型存在不足，如一维稳态扩散火焰面模型SLF不能够模拟部分预混的传播特征，而基于一维预混火焰发展FPI和FGM模型，不能较好的反映等混合物分数面之间的扩散。从化学反应流基本方程出发，可以得到多维相空间的火焰面方程，得到基于求解火焰面方程的多维火焰面模型。根据具体的燃烧火焰，可以选择适当的相空间坐标，发展相应的模型，如选择混合物分数z和反应进度变量r作为相空间坐标，可以得到Z—Z二维火焰面模型，该模型可以较好地处理扩散和预混两个不同的火焰特征，能够更好地用于部分预混火焰的数值模拟。本文对多维火焰面模型方

5、程进行了仔细分析，发展相应的数值求解方法。首先对Z—rc二维火焰面方程进行坐标变换，使求解区域在计算平面内变为规则的方形区域；通过采用Strang分裂算法处理方程中扩散和化学反应的耦合，同时采用化学反应刚性求解方法，构造二维火焰面模型方程的数值求解方法：对方程的边界条件、网格无关性、离散格式以及积分时间步长等进行了分析。基于Z—r二维火焰面模型，研究了混合物分数标量耗散率、反应进度标量耗散率等对部分预混火焰结构的影响。模拟结果表明混合物分数标量耗散率对火焰结构有较大的影响，而反应进度标量耗散率只是对当量混合附近

6、的结果有明显的影响；二维火焰面模型方程的解给出的化学热力学参数表比一维火焰面模型给出的表包含更多的信息，可用于多机制共存的火焰数值模拟。用Z—re二维火焰面模型计算了甲烷／空气一维部分预混对撞火焰，并与物理空间的直接计算的结果进行比较。计算结果表明，二维火焰面能够较好的模拟部分预混火焰结果。因此，将二维火焰面模型用于部分预混火焰的计算是有发展前景的。关键词：火焰面模型，部分预混火焰，混合物分数，反应进度变量，标量耗散率，火焰结构，数值求解摘要IIAbstractAbstractViadecouplingboth

7、flowandchemicalreactions，thequantityofnumericalcomputationcanbedrasticallyreducedbytheflameletmodel，whichwillthusgainextensiveapplicationincombustioncomputations．Flameletmodel，whichhasbeendevelopedfromtheprototypeofonedimensionallaminard，iffusionaswellasprem

8、ixedflame，Canelegantlysimulatediffusionalflameandpremixedflame．Butwhenitcomestopartiallypremixedflame，modelsavailablehavecertaindrawbacks．Forinstance，SLFmodelcouldnotbeemployedtosimulatethepropa