大加速度场中层流扩散火焰流场的数值计算

摘要

通过对大加速度场中层流燃烧室流场的数值计算 ,建立了大加速度场中二维层流燃烧的数学模型 ,对控制方程组进行离散 ,采用SIMPLE算法和交错网格设计并调试程序。在调试成功的程序上对甲烷和空气在大加速度场中的扩散燃烧过程进行了数值模拟。计算结果表明 ,沿燃烧室轴线方向的均匀大加速度场会对扩散火焰的速度场和温度场等产生明显影响。一方面使得燃料与空气的扩散混合过程得到强化 ,扩散火焰的形状变短变粗 ,火焰面温度升高 ,因而能够提高其燃烧速度 ;另一方面 ,由于浮力作用驱动高温气流的流动方向与燃料射流的方向相反 ,将形成一种不稳定的流场结构 。