基于LES液霧兩相燃燒數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、液體燃料在目前能源供應(yīng)方面占據(jù)很大一部分比例，許多現(xiàn)代燃燒裝置基本都使用液體燃料，比如汽車，液體燃料火箭等。湍流模擬方法有多種，其中雷諾時(shí)均方法使用比較普遍，但求解精度有很大的不足，作為一種先進(jìn)的模擬方法，大渦模擬（LES）近年來(lái)在國(guó)內(nèi)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)方面已有初步探索，在高性能計(jì)算機(jī)工作站條件下，可以求解復(fù)雜湍流動(dòng)，能夠得到詳細(xì)的流場(chǎng)信息。本文采用大渦方法對(duì)N-S方程過(guò)濾封閉處理，采用PIMPLE算法計(jì)算湍流動(dòng)方程，并結(jié)合燃燒模型，湍

2、流模型，大渦模型，霧化模型等開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)基于開(kāi)源計(jì)算平臺(tái)OpenFOAM的燃油霧化燃燒求解系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作：
　　1）針對(duì)流體力學(xué)中燃燒室復(fù)雜湍流場(chǎng)問(wèn)題，分析現(xiàn)有商業(yè)軟件優(yōu)缺點(diǎn)，提出在開(kāi)源流體力學(xué)計(jì)算平臺(tái) OpenFOAM下開(kāi)展數(shù)值求解工作，結(jié)合燃燒模型建立數(shù)學(xué)方程，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種新的基于大渦模擬方法的求解器myLesFoam。
　　2）針對(duì)瞬態(tài)問(wèn)題求解思路，對(duì)比分析 SIMPLE算法和PISO算法的利弊，采用PIMP

3、LE算法，在有限時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)使用較少的時(shí)間步獲得了較好的收斂。
　　3）在OpenFOAM平臺(tái)下構(gòu)造算例，分別用 myLesFoam與 RANS（雷諾時(shí)均）求解器進(jìn)行了算例求解，求解結(jié)果表明大渦求解器能更好的完成液霧燃燒實(shí)驗(yàn)?zāi)M。
　　4）結(jié)合以往研究者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了 OpenFOAM平臺(tái)下開(kāi)展并行計(jì)算的可行性分析，并在工作站上實(shí)施了8核分布處理，通過(guò)網(wǎng)格分塊操作劃分計(jì)算區(qū)域，每個(gè)核啟動(dòng)進(jìn)程計(jì)算處理，取得了較為滿意的結(jié)果。