基于释热率分析的钝体贫油熄火过程分析

作     者：邢竞文 金捷 王方 XING Jingwen;JIN Jie;WANG Fang

作者机构：北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083 北京航空航天大学江西研究院南昌330096 北京航空航天大学成都航空动力创新研究院成都611930 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2022年第48卷第3期

页      面：473-484页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(91741125) 国家科技重大专项(2017-I-0004-0005,2017-I-0001-0001)。 

主　　题：释热率(HRR) 贫油熄火边界预测 大涡模拟(LES) 输运方程概率密度函数(TPDF) 湍流燃烧 

摘      要：针对锥形钝体稳定的甲烷-空气预混湍流火焰复杂的熄火过程,采用大涡模拟(LES)与输运方程概率密度函数(TPDF)湍流燃烧模型相结合的模拟方法,研究远离熄火、近熄火及熄火点的火焰和释热率(HRR)数值变化情况,定量分析熄火判据。结果表明:冷态速度模拟结果和实验的相对均方根误差在10%以内,热态误差在20%以内;释热率是否出现在OH和CH;O重叠的区域,是判断熄火的一个重要参数;远离熄火时,释热率高的区域主要沿内侧剪切层出现;近熄火工况下,释热率在流向轴上闭合,回流区下游也出现较大的释热率;熄火点工况下,较大释热率的区域在回流区下游和上游均有出现;模拟预测的熄火情况和实验PLIF结果一致;平均释热率可作为判断熄火的定量依据,即当钝体后方0.2d处内侧剪切层平均释热率与回流区平均释热率的比值小于4时,发生熄火。