渦團耗散模型A值對模擬精度的影響.pdf

1、由于湍流燃燒過程非常復(fù)雜，眾多學(xué)者對湍流燃燒進行了多方面的研究。而湍流燃燒模型作為一種基本燃燒模擬工具，從其建立模型到模型驗證以及后期運用于工程實踐，都受到廣泛的關(guān)注。建立燃燒模型需要考慮諸多因素，例如數(shù)值計算的可行性，模型的有效性，工程實用性和經(jīng)濟性等方面。燃燒模型不僅可以提高人們對燃燒機理的認(rèn)識，并且可激發(fā)新的建模思想，進一步優(yōu)化燃燒模型。在傳統(tǒng)湍流火焰的CFD模擬仿真中，渦團耗散模型(Eddy Dissipation Model，

2、EDM模型)因為其假設(shè)合理，而得到廣泛運用。EDM模型的反應(yīng)速率取決于湍流脈動衰變速率ε/k，并且能自動選擇成分控制速率，因此該模型不僅能用于非預(yù)混火焰，也能用于預(yù)混火焰。對于渦團耗散EDM模型，具有兩個反應(yīng)常數(shù)值A(chǔ)和B，其中常數(shù)B用于預(yù)混火焰;對于非預(yù)混火焰只使用常數(shù)A。在大多數(shù)應(yīng)用中反應(yīng)常數(shù)A都采用默認(rèn)值為4的經(jīng)驗系數(shù)進行計算。
　　本文通過數(shù)值模擬湍流非預(yù)混射流火焰、湍流非預(yù)混對沖火焰、湍流非預(yù)混鈍體火焰、湍流非預(yù)混旋流火焰

3、這四種不同類型的湍流非預(yù)混火焰共19組算例，發(fā)現(xiàn)渦團耗散EDM模型采用默認(rèn)A值4的計算結(jié)果和實驗值差別較大。通過調(diào)節(jié)A值可得到吻合實驗數(shù)據(jù)的最優(yōu)A值，最優(yōu)A值變化范圍在0.3～25之間，最優(yōu)A值明顯依賴于燃料、化學(xué)反應(yīng)設(shè)置、和燃燒區(qū)的湍流雷諾數(shù)。通過對計算結(jié)果的分析，擬合出了選取最優(yōu)A值的關(guān)聯(lián)式，同時也給出了一種通用的渦團耗散改進模型。并且再次通過上述四種湍流非預(yù)混火焰驗證了改進后的渦團耗散模型計算精度。發(fā)現(xiàn)其計算結(jié)果較于傳統(tǒng)的EDM模