适用于工程仿真的大涡模拟与化学反应模型

作     者：钱琛庚 王成 昝文涛 QIAN Chengeng;WANG Cheng;ZAN Wentao

作者机构：陆军勤务学院油料系重庆401311 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 中国兵器科学研究院北京100089 

出 版 物：《北京理工大学学报》 (Transactions of Beijing Institute of Technology)

年 卷 期：2024年第44卷第8期

页      面：850-858页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：火灾与爆炸安全防护重庆市重点实验室开放基金资助项目(LQ21KFJJ03) 国家自然科学基金青年科学基金资助项目(12002043) 

主　　题：高精度数值模拟 简化化学反应模型 大涡模拟 

摘      要：针对大尺度气体爆炸工程问题数值模拟的需求,基于层流火焰厚度与初始压力的关系,改进了传统的增厚火焰模型,使增厚因子能够根据当地压力自动调整大小.同时,基于开源程序Canter和遗传算法,提出了能够准确计算层流火焰速度、火焰面厚度及其随压力变化的多组分单步化学反应模型.集成发展的大涡模拟、化学反应模型与多组分反应流有限差分计算程序,开展了封闭管道氢气空气爆炸数值模拟.通过与试验对比,研究了大涡模拟模型、网格大小、化学反应模型对计算结果与效率的影响.结果表明:相比于详细反应模型,新单步氢气空气简化反应模型节省了60%的计算时间,极大提高了气体爆炸三维数值模拟的计算效率.