甲烷空气高压对冲火焰的数值模拟及非预混湍流燃烧的初步研究

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1、⑧万方数据论文作者签名：牮指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：万方数据浙江大学研究生学位论文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。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，也不包含为获得逝婆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。学位论文储躲禽鼍签字嗍冽十年奶()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太堂有权

2、保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆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和传播，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)学位做储躲借专新躲签字吼为№弓月f7日签字日期：弘c昨3月fTEl万方数据浙江大学硕士学位论文致谢首先，我要感谢我在研究生期间的导师孟华教授。在浙大的本科和研究生学习期间，我有幸得到了孟老师长达三年半的悉心指导，使我顺利地完成了本科生毕业设计，也即将帮助我圆满地完成硕士生期间的学习和工作。科研工作富有趣味也很引人入胜，但过程中又总是充满

3、着重重困难。正是在孟老师的谆谆教诲之下，我逐渐了解到了湍流和燃烧这一领域的魅力；正是在孟老师的言传身教之下，我逐渐认识到了正确的科研方法和学习态度；也正是在孟老师的无私指导下，我克服了种种难题，最终成功地完成了学业。此外，孟老师在生活上也给予了非常多的帮助，这一切无不让我感怀于心。其次，感谢飞行器设计所的每一位老师在学业和生活中给予我的帮助，感谢航空航天学院所有的老师在各方面给予我的关怀，是你们让我在浙大实现了自己的价值并找到了归属感。另外，感谢课题组的同学阮波、韩波、王雷雷、陈尊敬、徐可可、唐丽君、黄东欣和汪秋笑等人给予的帮助和指导，是你们让我拥有了轻松的学习氛围，使我可

4、以顺利地完成毕业设计。最后感谢我的家人，你们一直都是我奋斗的动力。感谢我的朋友和同学们，真挚的友谊让我不断成长、成熟，是你们让我的生活如此多姿多彩。俞吉2013年12月于玉泉教五万方数据浙江大学硕士学位论文摘要本文以吸气式火箭发动机和高性能燃气轮机中的高压燃烧现象为研究对象，在准确考虑热物性和传输物性变化的基础上，建立了一套能够准确模拟高压层流对冲火焰和非预混湍流燃烧过程的计算软件模块。在此基础上，我们首先对甲烷／空气的高压层流对冲火焰进行了详细的数值模拟，深入探讨了压力和应变率的影响。结果表明，压力的增加会使得火焰的最高温度上升，火焰的宽度变窄；应变率的上升则会使得火焰的

5、最高温度下降，同时也会使火焰的宽度变窄；总的说来，火焰的宽度与压力和应变率之间呈dlogS／dlog(p·口)≈0．500的关系；而压力和应变率的增加会使得总放热速率增加，它们之间符合以下关系式：dlgQ形拓。。／dlg(p·口)≈0．518；压力和应变率对组分的影响较为复杂，但总的说来，压力的增加使燃烧进行得更为彻底，而应变率的变化对富燃料区的组分，特别是主要污染物NO的分布，有较大的影响。我们然后对甲烷／空气在高压下的非预混湍流燃烧现象开展了初步的研究，探讨了当量比、压力和入口旋流数等参数对湍流燃烧过程的影响。结果表明，适当地增加压力可以提高燃烧的效率；在当量比为0．5

6、．1．0时，湍流燃烧效率较好，且有助于减少污染物的排放；空气入口旋流度的增加有助于提高燃料与空气的混合，从而有利于火焰位置的控制，在计算参数范围内，越高的旋流数会带来越好的混合效果。关键词：高压燃烧；层流对冲火焰；非预混湍流燃烧；数值模拟II万方数据浙江大学硕士学位论文AbstractInthisthesis，asetofcomputationalsoftwaremodules，withaccuratecalculationsofthermophysicalandtransportproperties，WaSdevelopedtostudythecounterflowdif

7、fusionflamesandnon-premixedturbulentcombustionphenomenaathighpressures，whichhaveveryimportantimplicationsforair-breathingrocketandadvancedgasturbineengines．Wefirstnumericallystudiedthecounterflowdiffusionflamesofmethane／airatvariouspressures，focusingmainlyonth