基于fgm的多模态湍流燃烧大涡模拟研究

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1、⑧万方数据论文作者签名：銎：墟指导教师签名：论文评阅人1：墓建厶么逝江太堂评阅人2：王世星么逝江太堂评阅人3：王明趔么主国让量堂院评阅人4：答辩委员会主席：莶生地／主国让量堂院委员j：菱生丝么虫国让量堂院委员2：邵雪明／逝江太堂委员3：王烛星／逝江太堂委员4：韭凌堑么逝江太堂委员5．．韭烛／逝江太堂万方数据独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的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位做作者签名：家忡签字吼≯6／乒年衫月／夕日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝望盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入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。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：军，冲签字日期：加雌年莎月／7日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：鲫签字日期：

3、列弘年舌月夕日电话：邮编：万方数据致谢本论文是在尊敬的导师金晗辉老师悉心的指导下完成的。金老师严肃的科学态度、严谨的治学精神、精益求精的工作作风深深地感染和激励着我，让我学会了很多为人处世的道理。在学术上，金老师不仅不厌其烦的与学生讨论讲解攻克每一个难题为实验室创造了良好的学术氛围，还多次带领学生参加学术会议，开阔学生的视野；在生活上，金老师像朋友一样给予我很多帮助和中肯的建议。值此论文完成之际，我向金老师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢。在论文完成过程中，一直得到王灿星老师在学习生活上的帮助和指导，在此请允许我向你致以深深的感谢。同时感谢流体所邵雪

4、明老师，余钊圣老师，张凌新老师，熊红兵老师一直以来的关心和帮助。感谢陈宇辉、何超、李亮、王瑞、曾庆松师兄以及陈菊芳师姐。每当在学业上遇到困难和迷茫的时候，是你们细心地讲解和耐心地指导使我豁然开朗、重获信心。感谢葛佳斌师弟在论文完成的过程中在编程方面的支持，是你无私的帮助加快了论文的完成。感谢实验室的桂荔、何源、以及鲍明、杨亮、潘爱强师弟。学习中有你们的陪伴，让枯燥的科研生活不再单调。感谢我的好兄弟鲁辰胤、姚同林以及所以帮助过我的人。最后要感谢我慈祥的父母，是你们多年无私的奉献和永不停止的鼓励，让我走到了今天。无论以后我身在何方，你们对我深深的爱都将

5、激励我不断向前，祝愿你们永远健康幸福!宋帅二O一四年五月于求是园万方数据摘要湍流燃烧过程广泛的存在于交通运输工具和能源生产系统中，如飞机汽车发动机、电站锅炉等。湍流燃烧按其燃料和氧化剂的初始混合状态可以分类为：非预混燃烧(扩散燃烧)、预混燃烧和部分预混燃烧。非预混燃烧和预混燃烧是燃烧的两种极限状态，然而在实际情况，湍流燃烧过程中往往同时存在预混燃烧和非预混燃烧，只使用单一一种燃烧模型来模拟这种多模态同时存在的燃烧是有欠考虑的。针对这种情况，本文基于FGM(FlameGeneratedManifolds)思想建立了多模态的湍流燃烧模型。本文首先使用O

6、PPDIF程序和PREMIX程序分别计算一维层流非预混、预混火焰，得到非预混、预混火焰结构。然后根据FGM思想，将复杂的化学反应空间投影到低维空间中建立层流FGM预混／非预混表，达到简化化学反应减少燃烧过程中的计算量的目的。对于建立层流FGM非预混表来说，使用了混合物分数来表征化学反应全场信息的量；在建立层流FGM预混表时，使用了进程变量作为表征化学反应全场信息的量。为考虑湍流效应对层流火焰面的影响，假设其服从Beta函数分布引入了Beta-PDF积分，建立湍流FGM预混／非预混表。最后结合火焰判断指数区别燃烧过程中预混和非预混区域，建立了基于FG

7、M的多模态火焰湍流燃烧模型，并将此模型引入大涡模拟湍流燃烧中。本文使用FGM多模态模型计算了悉尼大学甲烷／空气湍流射流燃烧实验，并与实验结果对比。结果表明，火焰判断指数能正确区别燃烧区域中预混和非预混；预测得到的流场信息和化学组分、温度都与实验结果吻合的很好。同时将本模型与单表的FGM非预混计算结果对比，结果表明，FGM多模态模型预测结果较单表预测结果有一定的提高，特别是燃烧产物有明显的改进。论文最后对全文进行了总结，指出FGM多模态燃烧模型存在的主要缺点和不足，并提出了进一步改进的地方。关键词：火焰指数；非预混燃烧；预混燃烧；FGMII万方数据A

8、BSTRACTTurbulentcombustionprocessiswidelyencounteredinpowerge