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Asymptotic analysis of outwardly propagating spherical flames

Acta Mechanica Sinica 2012年第2期28卷 359-366页

作者： Yun-Chao Wu Zheng Chen State Key Laboratory for Turbulence and Complex SystemsDepartment of Mechanics and Aerospace Engineering Department of Aeronautics and AstronauticsCollege of EngineeringPeking University100871 BeijingChina

Asymptotic analysis is conducted for outwardly propagating spherical flames with large activation energy. The spherical flame structure consists of the preheat zone, reaction zone, and equilibrium zone. Analytical solutions are separately obtained in these three zones and then asymp- totically matched. In the asymptotic analysis, we derive a correlation describing the spherical flame temperature and propagation speed changing with the flame radius. This cor- relation is compared with previous results derived in the limit of infinite value of activation energy. Based on this correla- tion, the properties of spherical flame propagation are inves- tigated and the effects of Lewis number on spherical flame propagation speed and extinction stretch rate are assessed. Moreover, the accuracy and performance of different mod- els used in the spherical flame method are examined. It is found that in order to get accurate laminar flame speed and Markstein length, non-linear models should be used.

关键词： propagating spherical flames Asymptotic anal- ysis Lewis number Stretch rate

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