基于湍流火焰速度封闭和beta-PDF部分预混燃烧模型

摘要

研究了基于湍流火焰速度封闭(Turbulent Flame Speed Closure-TFC)模型、FGM(FlameletGenerated Manifolds)方法和beta-PDF(probability density function)的湍流部分预混燃烧模型.该模型采用PREMIX程序计算一维层流小火焰,将计算结果表示为进程变量的函数,进程变量运输方程中化学反应源项用TFC模型来封闭,并通过beta-PDF方法考虑湍流与化学反应之间的作用,生成了用于部分预混湍流燃烧大涡模拟(LES)计算的湍流FGM表.以甲烷-空气预混燃烧对模型进行了计算验证,并与实验结果做了对比.研究结果表明:本模型能较好地表现出瞬态流场中实际火焰面的褶皱以及剪切层处的大尺度涡,计算所得的轴向、径向时均速度和脉动速度均方值分布以及无量纲OH组分与实验值吻合较好,验证了本模型的合理性,为低污染燃烧室的设计、流场改善提供了计算方法.