基于多步反应机理的增厚层流预混火焰结构

摘要

增厚火焰模型是燃烧计算中的有效方法之一,然而增厚火焰模型耦合多步机理时增厚系数会对火焰结构产生重要影响.本文采用基于OpenFOAM开发的增厚火焰求解器,分别计算了不同增厚系数下的增厚和动态增厚三维自由传播平面火焰.对比火焰结构发现,相比于原始火焰结构,增厚和动态增厚火焰面内部的自由基浓度并没有发生显著变化.增厚火焰已燃气体的温度和CO2浓度均降低,同时CO和OH基浓度升高,动态增厚火焰中没有这一现象.对比分析认为,增厚模型导致燃烧产物温度降低是物理化学作用的共同结果.动态增厚火焰面的内部结构由于增厚系数的动态变化而发生了改变,但这一改变并不影响火焰面的几何结构和燃烧的最终状态.动态增厚模型耦合多步反应机理可以对层流火焰速度、已燃气体组分和温度进行有效预测.