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流体分析(CFD) — 燃烧 — 文章目录

燃烧分析是湍流、化学反应和热输运强烈耦合的领域,在CFD中物理模型的选择最多。详细反应机理多达数百种组分、数千个反应,因此如何对湍流与反应的相互作用进行平均和简化,是模型体系的分岔点。预混还是非预混(扩散)这一燃烧形态的区分是第一个岔路口,应使用的模型基本由此决定。

《预混合火焰模型》讲解处理层流燃烧速度和湍流引起的火焰面褶皱的TFC/FSD模型系。《EDC模型(Eddy Dissipation Concept)》假设反应只在湍流混合快速的涡尺度上进行,从而把详细化学反应纳入RANS,是熄火、CO预测等有限速率化学起作用的问题的常用方法。

收录文章

  • 化学反应速率论基础
    系统讲解化学反应速率论基础,涵盖阿伦尼乌斯式、活化能、刚性化学反应系与反应机制层级,以及直接积分、ISAT、算子分割与机制缩减等数值方法和实践应用。
  • 爆轰(爆轰波)
    爆轰(爆轰波)是冲击波与燃烧波结合形成的超音速传播现象。与亚音速的爆燃(缺陷燃烧)不同,爆轰的传播速度在甲烷/空气中约1800 m/s,在氢气/空气中约2000 m/s。
  • 扩散火焰和混合分数
    扩散火焰(非预混合火焰)是燃料和氧化剂分别供应,混合与燃烧同时进行的燃烧形态。蜡烛火焰、柴油发动机、燃气轮机燃烧器均属此类。火焰形成于燃料和氧化剂以化学当量比相遇的面(化学计量面)。
  • EDC模型(Eddy Dissipation Concept)
    Eddy Dissipation Concept的缩写,是Magnussen在Eddy Dissipation Model(EDM)基础上发展的乱流燃烧模型。EDM假设化学反应速度无限快,
  • 稳态火焰小尺度模型
    系统讲解Peters提出的稳态火焰小尺度模型,将非预混合湍流火焰归结为混合分数一维问题,涵盖理论基础、数值计算方法与CFD仿真实务应用流程。
  • 预混合火焰模型
    系统讲解预混合火焰模型的理论基础与数值计算方法,涵盖层流燃烧速度、当量比影响及甲烷与氢气燃烧特性,掌握燃烧分析与CFD仿真所需的物理模型与实现方法。
  • 烟烟模型
    烟烟是由不完全燃烧产生的碳微粒子(粒径10-100 nm),具有3个重要原因:(1) 排放气体规制对象(PM:颗粒物),(2) 对辐射传热的贡献大(火焰辐射由烟烟主导),(3) 健康危害(致癌性)。
  • 化学种输运方程
    化学种输运方程描述流体中各化学成分(CH4, O2, CO2, H2O, CO, NO等)的质量分率如何变化。

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