液体燃料表面脉动火焰蔓延机理数值研究

作     者：单聪慧 张慧颖 程崇律 徐宝鹏 赵广 SHAN Conghui;ZHANG Huiying;CHENG Chonglyu;XU Baopeng;ZHAO Guang

作者机构：大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：145-155页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080701[工学-工程热物理] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(12172073) 国家科技重大专项(779608000000200007) 

主　　题：火焰蔓延 热毛细效应 浮力效应 闪点温度 数值模拟 

摘      要：针对液体表面火焰蔓延提出了一种基于气液两相耦合的三维数值模拟模型,并针对低于闪点温度的液体燃料表面脉动火焰蔓延机理进行了数值研究。本文提出的数值方法成功捕捉到脉动火焰蔓延现象,预测的火焰蔓延脉动频率及传播速率与实验值吻合良好。本研究表明:火焰前锋后方存在显著横向对流流动,促进从慢速蔓延向快速蔓延的转变;气液两相中的回流区是成对出现的,即使在快速蔓延阶段火焰前锋下方仍然存在较小的气相回流区;火焰前锋前方的表面对流流动强度不是始终单调衰减的,在慢速蔓延阶段存在“双峰流动特征;火焰前锋前方的液面温度是单调下降的,不存在温度“波谷,温度“波谷的发现是存在薄热边界层和实验手段无法分辨薄边界层中的温度梯度导致的。