大涡模拟中的湍流火焰壁交互作用的火焰簇评估
摘要：使用大涡模拟（LES）和表格化化学方法研究了全发展通道流中的湍流侧壁淬灭（SWQ）火焰。应用了三种不同复杂度的火焰图谱：考虑了不同焓水平的Flamelet-Generated Manifold（FGM），Quenching Flamelet-Generated Manifold（QFM）和最近提出的带废气循环的Quenching Flamelet-Generated Manifold（QFM-EGR），旨在评估它们预测湍流火焰-壁相互作用（FWI）的能力，这对于气轮机和内燃机等实际设备的数值模拟非常重要。 利用先前发表的具有详细化学反应的火焰解析模拟的数据作为参考，对这三种图谱的准确性进行事后评估和比较。对于带有FGM的LES，可以很好地捕捉到主要特征，如平均流场、温度和主要物种，但在近壁区域，尤其是有害物种如CO方面与参考结果存在明显偏差。根据层流FWI的研究结果，也观察到在湍流流动条件下，使用QFM进行模拟时有所改善。尽管带有QFM-EGR的LES在预测平均量方面与带有QFM的LES表现相似，但在接近淬灭点的瞬时热化学状态方面与参考数据的一致性更好。这表明在湍流配置中，需要考虑火焰图谱中的混合效应，以正确捕捉火焰顶点附近的火焰涡旋相互作用。根据本研究的结果，可以根据实际应用中感兴趣的方面选择适当的火焰图谱。
作者：Yujuan Luo, Matthias Steinhausen, Driss Kaddar, Christian Hasse, Federica Ferraro
论文ID：2308.07833
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-16