（安全技术及工程专业论文）应用详细化学反应机理和多分量输运属性的湍流射流扩散火焰模拟研究.pdf

中国科学技术大学硕士学位论文 英文摘娶 a b s t r a c t 1 1 t u r b u l e n tj e td i f f u s i o nf l a m e sa g en u m e r i c a l l ym v 髑f i g a t e di nt h i sw o r k t h r e em a j o ra s p e c t sa g ec o n t a i n e d , o n e - d i m e n s i o n a lt u _ r b u l e n o e ( o d ds i m u l a t i o no f t u r b u l e n tj e td i f f u s i o nf l a m e , v a r i a b l ed e n s i t yo n e - d i m e n s i o n a lt u r b u l e n c e ( v d o d x ) s i m u l a t i o no ft u r b u l e n tj e td i f f u s i o nf l a m ea n do n e - d i m e n s i o n a lt u r b u l e n c ea s s u b - g r i d m o d dc o u p l e dw i t h | a r g c - c d d ys i m u l a t i o n ( l e s ) m a n yp h y s i c a l c o m b u s t i o np h e n o m e n aa r ci n v o l v e di nt h ed i s c u s s i o n , i e d i f f e r e n t i a ld i f f u s i o n , n i l z o g e no x i d e se m i s s i o na n dl o c a le x t i n c t i o na n dr d g n i t i o n n 埠c o m p r e h e n s i v ed e t a i l e d c h e m i c a lr e a c t i o nm e c h a n i s m sa n dm u l t i c o m p o n e n t t r a n s p o r tp r o p e r t i e sa f ei n c o r p o r a t e di nt h eo d tm o d e l i n go ft u r b u l e n tj e td i f f u s i o n f l a m em e a s u r e db yt n fw o f k g r o u pi ns a n d i an a t i o n a ll a bi nu s i no r d e rt o e v a l u a t et h ea c c u r a c ya n dp e r f o r m a n c eo fo d tm o d e l ，t h es i m u l a t i o nr e s u l t sa r e c o m p a r e dw i t he x p e r i m e n t a ld a t a o d tg e n e r a t e st h ef a m i l i a rf l a m es t r u c t u r e ，o d t p r e d i c t i o no ff l a m el e n g t hi s c x c c l l e n ta 笋e c m e n tw i t hm e 椰e dv a l u e o d t p r e d i c t i o mo fm a j o rs p e c i e sa n dt e m p e r a t u r e 勰c o m p a r e dw i t he x p e r i m e n t s a n d r e a s o n a b l ea 掣m t sa f eo b t a i n e d n 皓n i t r o u so x i d ee n - , i s s i o ni sp r e s e n t e d 1 k e f f e c t so fd i f f e r e n t i a ld i f f u s i o na l ee x a m i n e d l o c a le x t i n c t i o na n dr c i g n i t i o ni n n o n p r e m i x e dc o m b u s t i o ni n at u r b u l e n tc o n t e x ta r es t u d i e d t w of l a m e sw i t h d f f c r e n tg l o b a lm i x i n gr a t ea ta 缸c dr e y n o l d sn u m b e ro f1 0 0 0 0a r es i m u l a t e d r e s u l t ss h o wt h a te x t i n c t i o nm a i n l yo c c r u si nt h en e a r - f i e l d t h ci n c r e a s i n go fl o c a l e x t i n c t i o nw i t hi n c r e a s i n gg l o b a lm i x i n gr a t ei sa c c u r a t e l yr e p r 雠n t e d n i t r oo x i d ei s m e a s l h 司a n dt h er e s u l t ss h o wt h a ta i t r oo x i d ed e c r e a s e sr a p i d l yi nt h ee x t i n g u i s h e d r e 舀o i l & i ti sf o u n dt h a te x t i n c t i o ni s i tr a p i dp r o c e s sw h i l et h er e i g n i t i o no ft h e e x t i n g u i s h e dm i x t u r ei ss l o w r e s u l t ss h o wt h a to 阴嬲as t a n d a l o n em o d e li s 曲l e t oa d d r e s st h et u r b u l e n c e ，t h ec h e m i s t r yo f t h er e a c t i n gm i x t u r e , a n dt h e i rc o u p l i n g 、，d o d ts i m u l a t i o no f t u r b u l e n t 社d i f f u s i o nf l a m ei sp r e s e n t e d 1 1 1 er e s u l t sa 糟 c o m p a r e dw i t he x p e r i m e n t s a n dr e a s o n a b l ea g r e e m e n t sa o b t a i n e d t h e r ea t s o m e d i f f e r e n c e sb e t w e e no d ta n dv d o d t , w h i c hi ss h o w ni nt h er e s u l t s l e sc o u p l e dw i mo d ts i m u l a t i o no fi n c o m p r e s s i b l en e w t o h i a n 丑u i di s p r e s e n t e d 硼畿g a n g se x p e r i m e n t a l d a t ao f2 0 0 3a g u s e dt oe v a l u a t et h e p e r f o r m a n c ea n da c c u r a c yo ft h ec o u p l e dm o d d s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h e i i i 中国科学技术大学硕士学位论文 e x p e r i m e n t a le n e r g ys p e c t r u m sa l ew e l lp r e s e n t e d t w o - o r d e rs t a t i s t i c so fv e l o c i t y 躺q u a n t i f i e db ym e a s u r i n gp r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c t i o n s a n dt h er e s u l t sa l ew e l l a g r e e m e n tw i t ht h ee x p e r i m e n t a ld a t a k e yw o r d s ：n u m e r i c a ls i m u l a t i o n , s u b - g r i dm o d e l ，o n e - d i m e n a l o n a lt u r b u l e n c e , l a r g e - e d d ys i m u l a t i o n , e f f e c t so f d i f f e r e n t i a ld i f f u s i o n , l o c a le x t i n c t i o na n dr e g n i t i o n 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学 位论文中不包含其他入或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国科学技术大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律结果由本人承担 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解中国科学技术大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括： 学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采 用影印、缩印、或其它复制手段复制并保存学位论文；学校允许学位论文被 查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校 可以公布学位论文的全部或部分内容。 躲蜱嗍玛 中国科学技术大学硕士学位论文 主要符号对照表 主要符号对照表 燃烧指数 平均定压热容 组分k 的定压热容 s m a g o r i n s k y 模型常数 热扩散系数 组分k 的混合扩散系数 组分k 的二重扩散系数 扩散项 能量 动能 重力势能 粘性耗散的能量 组分k 的焓值 截断波长 长度尺度 总组分个数 概率 熄火概率 一致气体常数 化学反应源项 时间 温度 对称矩阵 环境温度 f 方向的速度分量 组分i 的运动速度 质量平均速度 摩尔平均速度 组分k 的质量扩散速度 组分i 的摩尔扩散速度 第3 页 脚一勺嗥q群b e艮疋，乞岛足s，r弓瓦吩m v 矿吆巧 中国科学技术大学硕士学位论文 组分k 的分子重 组分k 的摩尔分数 空间位置 组分k 的质量分数 混合分数 化学当量比下的混合分数 模型参数 模型常数 标量 k o l m o g o r o v 长度尺度 组分热传导系数 动力学粘性 运动粘性 质量平均密度 时间尺度 体积过滤量 过滤尺度 i 方向动能的变化 扩散时间步长 涡的抽取时间步长 面过滤量 组分k 的化学反应生成率 笛卡尔坐标分量 第k 个组分 化学当量比 表示环境值 第4 页 取以砭z乙口夕妒可ay p f o a 必m 蝽峨 砾；七盯 中嗣科学技术大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 前言 第一章绪论 火灾是各种灾害中发生最频繁，并且极具毁灭性的灾害之- - i 。燃烧现象 是火灾过程中的一种基本现象众所周知的是，燃烧并不仅仅产生热，同时生 成如n o 等的环境污染物。燃烧中生成的c o , 被认为是导致温室效应的最为主 要的因素如何有效的减少这些燃烧生成物，如何有效的控制燃烧过程，就成 为诸多工程领域所关心的主要问题。 气体火焰是一种最基本的燃烧方式，长久以来一直是燃烧学中一个极富挑战 性和重要性的研究领域。依据燃料和氧化剂到达反应区的状态，常将火焰分为 预混火焰和扩散火焰两种类型【2 ，3 】。对于预混火焰，燃料和氧化剂在燃烧反应 发生之前。已经完全混合，常用于动力燃烧装置之中。具有着较高的燃烧速度 及燃烧效率【4 】。在扩散火焰中【5 ，6 】，燃料和氧化剂在燃烧反应发生之前是各 自独立的。非预混燃烧也常被称为扩散燃烧，或者以扩散火焰形式进行的燃烧。 在非预混燃烧中，扩散是一个有限速率的过程。对流和扩散的时间尺度常常远 大于化学反应的时间尺度，因而，在研究的过程中常采用化学反应速率为无限 快的假定。这个假定的引入消除了对于有限速率化学反应动力学的考虑，因而 极大的简化了扩散火焰的研究 在工程领域中，几乎所有的燃烧过程都是在湍流背景下进行的。这主要有两 个方面的原因：一方面，湍流增强了混合，强化了燃烧；另一方面，燃烧过程 中释放出的热量增加了流场的不稳定性，进而加速了流场向湍流的转变。对于 湍流燃烧的研究方法主要有实验和数值模拟两种，在燃烧研究的初期，人们认 识燃烧过程的途径主要是实验研究，燃烧装置的设计主要靠模型实验和全尺度 实验。但是，在实际尺度下进行测量和实验常面临着巨大的困难，有时甚至是 不可能实现的。而模型实验又因为许多物理现象并不能成比例的缩放而受到很 大的局限。且在实验中常常面临着各种环境因素的干扰，精确实验的实现难度 同样很大 近几十年，计算机性能的提高，极大的促进了湍流燃烧数值模拟的发展。随 着模型的完善及预测精度的改进，数值模拟已经成为湍流燃烧研究过程中越来 越重要的工具。完备的数值模拟，不仅能够真实的再现实际的湍流燃烧场景， 第5 页 中国科学技束大学硕士学位论文 同时，其对于一些细致量的预测，又能够弥补实验测量的不足。这些数值模拟 的结果，不仅增加了我们对于湍流火焰结构和火焰动力学的理解，同时又提供 了测试和改进现有湍流燃烧模型的途径。 1 2 本文的主要研究内容 本文依据一维湍流( o d t ) 模型阴，编制了研究典型的湍流射流扩散火焰的程 序包。该程序包可用来求解详细的化学反应机理，并能够精确的计算多分量扩 散属性。利用该程序包，本文对于典型的射流扩散火焰进行了研究，并将模拟 结果和t n f ( i l i 删删i a lw o r k s h o po nm e a s u r e m e n t sa n dc o m p u t a t i o no f t u r b u l e n tn o n p r c n n i x 钱lf l 钮啪) 工作组所进行的标准实验数据f 8 撵e 行对比，检测 了模拟的精度，及可靠性。同时，对于不同扩散的效应【9 1 1 】，熄火和再燃 1 2 - 1 5 】 等典型的湍流燃烧现象进行了研究。 o d t 模型在1 9 9 9 年由k e r s t e i n 提出用，在2 0 0 5 年，a s t m m t 基于矢量o d t 模型，提出了变密度的o d t ( v d o d t ) 模型d 6 据作者所知，现有利用o d t 进行湍流燃烧现象的研究全部都基于最早的o d t 模型 1 7 ，1 8 ，本文成功的将 v d o d t 模型应用到湍流射流i 彰n 2 扩散火焰的研究之中通过和实验数据的对 比，讨论了其预测精度及模型的可靠性。 在单个纬度，o d t 可以达到d n s 的模拟精度。但是，一维的本质又限制了 o d t 的应用范围，o d t 不能用来模拟一些复杂几何结构的流场。将o d t 作为 亚尺度模型和大涡模拟( l e s ) 相耦合是非常吸引人的一种做法。这样既可以利用 l e s 来获得流场宏观属性，又可以依据o d t 来得到亚尺度流场的信息，从而使 得在l e s 框架下求解精细尺度成为了可能。本文在不可压n a v i c r - s t o k e s 方程的 基础上，成功的将o d t 模型耦合到了l e s 之中，并通过和k a n g 在2 0 0 3 年测 量的衰变湍流实验数据u g 的对比，说明了模型的精度及有效性。 1 3 研究现状与文献综述 1 3 1 概况 数值模拟的策略为，利用一系列的离散的数据点，来近似描述物理场特征。 这些数据点按照一定的准则分布在计算区域中，每一个数据点对应于物理场中 第6 页 中国科学技术大学硕士学位论文第一章绪论 的某特定的时空位置。粗略的讲计算区域采用的数据点越多，模拟结果越 精确当其分辨率足够小，使得其能够捕捉最精细的时间和空间尺度，我们称 该数值模拟为直接数值模拟( d n s ) 2 0 。 d n s 提供了一个健壮的数据集尽管d n s 不可能取代实验，但是其对于物 理场详尽的描述，极大的增加了我们对于湍流燃烧现象的理解，从而极大的促 进了更加有效的数值模型的发展。 d n s 最大的缺陷是其昂贵的计算代价。离散点的数目随着流场的增大呈指 数增加，且其对于大尺度量和小尺度量的计算代价完全不成比例。大约有9 9 的计算量都花费在小尺度能量的计算上，而这些小尺度能量仅占据总能量的 2 0 0 , 6 左右【2 0 。对于大多数的工程应用而言，其时空尺度是如此的大，以至于 在未来的几十年中，利用d n s 来解决工程问题仍然是一项不太可能的任务为 了克服在直接求解中所遭遇的尺度问题，最为常见的做法是利用平均的方法， 基于n a v i e r - s t o k e s 方程推导出一组描述统计学平均量的方程，也就是“r e y n o l d s a v e r a g e dn a 妇- s w k m ”( p a n s ) 方法平均过程中丢失了扰动信息，因而产生 了湍流模型中的“封闭问题”。 r a n s 作为一种成熟的数值工具，在工程应用中已有近3 0 年的历史，直到 今天，其仍作为一种最常用的工具，应用于具有复杂几何结构的物理场的模拟 中。 “l a r g ee d d ys i m u l a t i o n ”( l e s ) ，最初应用于气象学研究，经历了许多年的 发展历程。l e s 计算代价介于d n s 和r a n s 之间( 更接近r a n s ) 。目前，l e s 在工程中的应用仍旧处于初始阶段，如对于汽轮机燃烧室的研究f 2 1 ，2 2 基 于经典的s m a g o r i n s k y 模型【2 4 】，l e s 已经成功的应用到了火灾场景的数值模 拟过程中【2 3 。l e s 将空问过滤应用到n a 啊* s t o k 瞄方程中，通过过滤，光滑 了流场，并降低了数值计算过程中微分操作的分辨率要求。l e s 依然面临着过 滤后方程的封闭问题，对于该封闭问题的研究为当前流动燃烧的数值模拟领域 最主要的研究方向之一。 可以这样来考虑l e s 方程中所面临的封闭问题，由于过滤操作的应用，小 尺度的萤并不能被计算网格“看到”如何描述小尺度量就成为了我们所面临的 问题。为了描述这些小尺度的量，我们就需要引入额外的模型。以气象模型作 为一个例子，计算网格尺度为1 公里，那么，我们就需要一个“亚尺度模型” 来描述尺度低于l 公里的运动。最为常用的“亚尺度模型”由s m a g o r i n s k y 在 1 9 6 3 年提出【2 4 】。对该模型最重大的改进，是3 0 年后，g e r m a n o 于1 9 9 1 年 第7 页 中国科学技术大学硕士学位论文 提出的用于计算s m a g o r i m k y 模型常数的“动力学过程”【2 5 。 1 3 2 一维湍流模型 能够详尽的捕捉湍流和化学反应相互作用，是模拟湍流反应流至关重要的一 个环节。早在1 9 8 8 年，a l a nk e r s t e i n 提出了“l i n e a r - e d d ym o d e l ”( l e m ) 模型 【2 6 】，该模型能够捕获精细尺度量，同时计算代价也远低于d n s 。但是l e m 是 一个经验的模型，其湍流场的实现取决于特定的r e 数，并不能反映流场的瞬时 特征也不能真实捕获典型的湍流特性如能量级串现象。作为l e m 的发展， k e r s t e i n 在1 9 9 9 年提出了“o n e - d i m e n s i o n a lt u r b u l e n c e ”( o d t ) 模型f 2 7 】。不 同于l e m ，o d t 是一个自包含的模型。该模型并不依赖经验参数，其对于流场 的求解完全根据流场的瞬时状态，因而，能够真实的捕获一些典型的湍流现象 如能量级串。同时，由于其能够完全求解精细尺度的量，因而，其完全能够描 述湍流化学的耦合。 也可以说，o d t 是一维的d n s 。由于o d t 是一维的模型，即使其计算尺 度划分到k o l m o g o r o v 尺度，其计算代价依然是可以承受的。相对于d n s ，o d t 可以模拟极高r e 数下的湍流燃烧现象，两即使对于中等r e 数，在现有的条件 下，利用d n s 进行湍流燃烧的数值模拟依然是一项十分困难的任务。作为一个 独立的模型，o d t 有着十分广泛的应用，迄今为止，o d t 已经被成功的应用 到了剪切驱动流 2 7 - 2 9 ，浮力驱动流 3 0 】，及化学反应流 1 7 ，1 8 模拟过程之中。 与其说o d t 是一个独立的模型，不如将其考虑为一个全新的模型框架。o d t 极巧妙的将对流的作用从方程中独立了出来，从而将n a v i e r - s t o k e s 方程，还原 为了扩散性质的方程，进而极大的简化了求解过程o d t 最本质的特征是其利 用一个统计学过程来描述湍流对流。在0 d t 中，湍流对流是用一系列随机的涡 事件来描述的。每一个涡事件都是瞬时流场的一个映射。涡的尺寸。及其发生 的时间和空间位置，由一随机过程来控制，该随机过程反映了湍流动能的生成 机理其对于对流部分的处理是十分的巧妙的。备样的模拟结果都证实了这一 策略的有效性。它开创了一个新的研究视点，而现在我们仍处于对其研究的初 始阶段 在o d t 模型中并没有引入任何的平均过程，其求解结果即为瞬时场的模拟 结果。作为一维的模型，o d t 区域为沿一维线的离散的点集以二维射流场为 例，o d t 区域为沿横向的离散点集在某一时刻，o d t 场下游( 纵向) 的空间位 第8 页 中国科学技术大学硕士学位论文第一章绪论 置可由流向速度与时间的乘积来表示。因而，尽管是一维的模型，o d t 能够描 述二维流场特征 在o d t 中，扩散部分是通过严格求解一维区域的输运方程来实现的，该过 程为一时间连续发展的非定常过程。该过程不时插入描述湍流对流的瞬时涡事 件。通过涡事件，扩散和对流过程相互作用。 求解分辨率要求达到粘性尺度是o d t 模型的一个关键特性。达到粘性尺度 范围的分辨率，使得o d t 能够直接的求解湍流化学的相互作用，而不需要引入 额外的模型。这是o d t 模型区别于传统的湍流燃烧模型最大的不同之处，传统 的模型通常需要一个额外的子模型来完成整个模型的封闭。 然而，低维的本质，使得o d t 不能模拟复杂几何结构的流场。对于具有复 杂几何结构的湍流燃烧现象，如三态火焰( t r i p l e - f l a m e ) 3 q ，或边火焰 ( e d g e - f l a m e ) j 3 2 等，o d t 存在着相同的缺陷。l e s 和o d t 具有着互补的优势和 缺点。对于l e s 而言，其三维的本质使得其完全能够满足复杂流动燃烧现象的 求解需求。理想的l e s 框架，要求能够有效的求解大尺度的量，同时尽可能采 用较为“廉价”的亚尺度模型来求解亚尺度的量。o d t 是一种非常有价值的亚 尺度模型。 l e s 有着一个最为主要的缺点，在接近壁面处，运动为各项异性的，因而 就要求在近璧处l e s 的分辨率要接近d n s 的分辨率。s c h m i d t 在2 0 0 3 年，开 创性的将o d t 作为亚尺度模型，应用在了l e s 模拟槽道流中f 3 3 】。r a n d y 在2 0 0 5 年，采用类似的方法，将o d t 作为亚尺度模型，耦合进了l e s 模拟之中【3 4 】 1 4 论文章节概要 本文的主要章节安排如下： 第二章：一维湍流模型。本章介绍了一维湍流模拟湍流反应流的控制方程。 一维湍流是一个十分复杂的模型，针对其模型特点，本章同时讲述了一些数值 实现的难点及数值实现中需要注意的关键问题 第三章：o d t 模拟湍流射流扩散火焰。本章将o d t 模型应用到湍流射流扩 散火焰的研究中。采用的研究算例依据美国s a n d i a 国家实验室t n f 工作组测量 的一组标准实验数据。针对该实验，进行了h 2 ，a t r 射流扩散火焰的数值模拟， 详细地考察了o d t 数值模拟精度。同时对于湍流燃烧现象中的不同扩散效应及 熄火和再燃现象进行了研究。 第9 页 中国科学技术大学硕士学位论文 第四章：v d o d t 模型验证。变密度o d t ( v d o d t ) 模型是对o d t 模型的极 大发展。本章将v d o d t 模型应用到射流扩散火焰的模拟中，通过和实验数据 的对比，详细的考察了v d o d t 应用于湍流反应流数值模拟的有效性及精度。 第五章：基于o d t 亚尺度模型的l e s 数值模拟。本章尝试将o d t 作为亚 尺度模型应用到l e s 之中介绍了l e s 的基本结构，o d t 亚尺度模型封闭方 法，及o d t 和l e s 的耦合特点。并将该模型应用到了衰变湍流的模拟中，研 究算例基于k a n g 在2 0 0 3 测量的实验数据【1 9 】。通过和实验数据的对比，研究 o d t 亚尺度模型的有效性及模拟精度。 第六章：论文的主要结论及对进一步研究工作的展望。 第1 0 页 参考文献 【l 】范维澄，王清安，姜冯辉，等火灾学简明教程合肥：中田科学技术大学出版社。1 9 9 5 【2 】n p e t e n t u r b u l e n t c o m b u s t i o n c a m b r i d g e u n i v e r s i t y p r e u 。2 0 0 0 【3 】mp e t e r s p i 锄蹦，n o n - p r e m i x a da n dp a r t a l l yp r e m i x a dt m b u l e n tc o m b u s t i o nw i t hf a s t d 嘲n i 曲y p l d i n 伊o ft h ea n g l o - g e r m a nc o m b u s t i o ns y m p o s i u m ( i n m m e o n a i ) p a g e s 2 6 - 3 3 1 9 5 3 【4 】【4 】kn p a u la n dln c b r a y s t u d yo fp r e m i x e dt u r b u l e n tc o m b u s t i o ni n c l u d i n g l a n d u a - d a n i e mi n s t a b i l i t yc 伍w 咄t w o n t y - s i x t hs y m l s i u m0 n t e r n a t i o n a l ) 0 1 1 1c o m b u s t i o n , p a g e s2 5 9 - 2 2 6 ，1 9 9 6 【5 】n p e t c n se n ds d o n n e r h a c k s t n i c t m ea n ds i m i l a r i t yo fn i t r i co x i d ep f c 蛐i nt u r b u l e n t d i f f u s i o nf l a m e s ，e i g h t e e n t hs y m p o s i m n 啦m 鲥姐哪o n c o m b u s t i o n , p a g e s3 3 - 4 2 ，1 9 8 1 【6 】n p e t e r sa n dj g o t t g e n s s c a l i n go fb u o y a n tt u r b u l e n tj e td i f f u s i o nf l a m e s c o m b u s t i o na n d f l a m e 。8 5 ：2 0 6 - 2 2 4 , 1 9 9 1 【7 】a1 lk e r s t e i no n e - d i m e n s i o n a lt u i b u l ：m o d e lf o r m u l a t i o na n da p p l i c a t i o nt oh o m o g e n e o u s 蜘h a 鸭s h e a rf l o w s ，a n db u o y a n ts t r a t i f i e df l o w s j o u r n a lo f f l u i dm e c h a l x i e j , 1 9 9 9 , ( 3 9 2 ) ： 2 7 7 - 3 3 4 嘲实验数据可从如下站点进行下载： 逝；丛 璺盟妣盘丛丛回鲍四鱼堂：鲴隧盘出i 盘3 笾z 逝3 雅吐2 1 配 【9 】vn i l s e na n dgk o s a l y d i f f e r e n t i a l l yd i 面目i 雌蚓i l a hi nt a r b u l o n c 2 , p h y s i c so ff l i l i d i ，9 ： 3 3 8 6 3 3 9 7 1 9 9 7 【l o 】f aj a b e r i , l ls m i l l e r , f m a s h a y e k , e ta 1 d i f f e r e n t i a ld i f f u s i o ni nb i n a r ys c a l a rm i x 咄a n d r e a c t i o nc o m b l 埘o l la n df l a l n c , 1 0 9 ：5 6 1 5 7 7 。1 9 9 7 1 1 】vn i l s c na n dgk o s a l y d i f f e r e n t i a ld i f f u s i o ni nm r b u l 鲫r e a c t i n gf l o w s c o m b u s t i o na n d f l a m e , 1 1 7 ：4 9 3 - 5 1 3 ，1 9 9 9 【1 2 】c m c h aa n d h p i t s c l l h i g h e r o r d e r c o n d i t i o n a l m o m e n tc l o s u r e m o d e l i n g o f l o c 8 le x t i n c t i o n a n d r e i g n i t i o n i nn l f b l i l 咖“眦b i 删d o m c o m b u s t i o n t h e o r y a n d m o d e l i n g 。6 ：4 2 5 - 4 3 7 。2 0 0 2 【1 3 】h gi r a , j h c h e r ta n dc i cl a w i g n i t i o no f 蛔怕g 缸a i rm i x i n gl a y e ri nt i | l b u l c 址f l o w s 呐- m t hs y m p o s i u m ( h t c m a t i o n a l ) o nc o m b u s t i o n , p a g e s1 0 4 7 1 0 5 6 。1 9 9 8 【1 4 】v 帆kyh ma n dw m r o q u e m o r e l o c a le x t i n c t i o ni nm u n s t e a d ym e t h a n e - a i rj e t d i f f u s i o nf l a m e t w e n t y - s e v e n t hs y m p o s i u m0 m m a t i o n 砒) o nc o m b u s t i o n , p a g e s , 1 1 2 1 1 1 2 9 ， 1 9 9 8 【1 5 】九k r o n e n b u r ga n dm k o s t k a m o d e l i n ge x t i n c t i o na n dr e i g n i e o ni nt u r b u l e n tf l a m e s c o m b u s t i o na n df l 端1 4 3 ：3 4 2 - 3 5 6 。2 0 0 5 【1 6 】w m t a s h u r s t a n d a l a n i l k e r s t e i n o n e - d i m e n s i o n a l 加r b l | l ：h i a b i e - d 如8 i l y f o r m u l a t i o n 蛐d a p p l i c a t i o n t o m i x i n g i a y m p h y s i r a o f f l u i d s 2 0 0 5 ，( 1 7 ) ：0 2 5 1 0 7 【1 7 】b 曲幽t ，al lk e n t e t n , t d d r e e b e n , a n dj yc h c 也o n e - d i m e n s i o n a lt r u b u l e n c e 蔚m m 砒i o no ft u d m l o n tj e td i f f u s i o nn a m c 矗：m o d e lf o r m u l a t i o na n di l l u s t r a t i v e a p p l i c , a t i o l 埴 c o m b u s t i o n a n df l 耳2 0 0 l ，( 1 2 5 ) ：1 0 8 3 1 1 0 5 第1 l 页 中嗣科学技术大学硕士学位论文 【1 8 】j h e w s o 玛a k 口暖n ，s t o c h a s t i cs i m u l a t i o no f t r a n s p o r ta n dc h e m i c a lk i n e t i c si nt u r b u l e n t c o h 2 n 2f l a m e s c o m b w 瞄o nt h e o r ya n dm o d e l i n g , 2 0 0 i ，( 5 ) ：6 6 9 - 6 9 7 【1 9 h s k a n g , s c h 。曩蛔；c m e n e v e a u , d e c a 蛐a 8u n b u l e n e ai n a c 6 v e f i d 弘m 艰嘲f l o wm d o o m p 锄【埘讲血l a r g e - d d y s i m u l a t i o n j f h l i d m o c h2 0 0 3 ，4 的：1 2 9 - 1 6 0 【2 0 】s b p o p e t u r b u l e n t f l o 哪c a m b r i d g e u n i v e r s i t y p r e u ，2 0 【2 l 】vs a n k a r a n , i p o m m b e i ，a n ds m e n o 也i 甜掣捌d ym m u l a t i o no fs i n g l e 哪g a | - t m b i n e e o m b u s t o r f l o w s i n 3 9 t h a i a a j o i n t p r o p u l s i o n c 蛐兜c a i a a 2 3 - 5 0 8 3 ，2 3 ， 圈ah u l s , 丸xs e n g i s s e n , p j mv a l ld e rh o o g t , 科a lv i b 州o np r e d i c a o ni n 咖，妇 曲烈d b c 堪b yc o u p l i n gf i n i t ee l e m e n t s 柚dl 丑学e d d y 幽咖| l a l i 0 虹| j o u r n a lo fs o u n da n d v i b r a t i o n , 3 0 4 ：2 2 4 - 2 2 9 ，2 0 0 7 【2 3 】k m c g r a t t a n , e d i t o r f i r e d y n a m i c ss i m u l a t o r ( v e r s i o n 4 ) t e c h n i c a l r e f e r e n c e c 硒d e n a t i o n a l i n s t i t u t eo f s t a n d a r d sa n dt e c h n o l o g y , 2 0 0 5 【2 4 】j s m a g o r i m k y g e n e r a lc i r c u l a t i o n 靠雕= f i m 协w i t ht h ep r i m i t i v ea 时i o 虹矗m o n t h l yw e a t h e r r e v i e w , 9 l ( 3 ) ：9 9 - l 。1 9 6 3 【2 5 】m g e r m a n o 。u p i o m e l l i ，e m o i n , a n dw c a b o t a d y n a m i cs u b g r i d - s c a l e e d d y v i s c o s i t y m o d e l p h y s i c sa n df l u i d sa 3 ( 7 ) ：1 7 6 0 - 1 7 6 5 ，l 卵1 【2 6 】akk 嘲舱hal i m m r - c d d ym o d e l m go fe u b u l e mw s l a f 劬n 币ma n dm i x i n g , c o m b u s t i o n s c i e n c e a a d t e c h o l o g y , 6 0 ：3 9 1 - 4 2 1 1 9 8 8 【2 7 】丸& k e r s t e h lo n e 栅i c o a lt u l b u l e n r m o d e lf o r m u l a t i o na n da p p l i c a t i o nt oh o m o g e n e o u s 伽删，s h e a rf l o w s ，a n db u o y a n tm a t t e df l o w s j o u r n a lo f f l u i dm e c h a n i c s , 3 9 2 ：2 7 7 - 3 3 4 1 9 9 9 8 】akl 【i 锄把i n t d d r e e b e e p r e d i c t i o no f t u r b u l e n tf e es h e a rf l o wu o i 雌a8 i n 单l es 蛐如 m o d e lp 蛳ho f f l u i d , 1 2 ：4 1 8 - 4 2 4 2 0 0 0 【2 9 】w 血t a s h u 墙t a n d a l a n i t k e r m 札o n e - d i m e 雎i o n a l u l f b l l l e n g o ；v m i a b l e - d e n s i t y f o r m u l a t i o n a n d a p p l i c a t i o n t o m i x i n g l a y e 岛p h y s i e a o f f l u i d s , 1 7 ： ) 2 5 1 0 7 。2 嘶 【3 0 】九k e 据t e l n , o n e - d i