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激波与三维正弦扰动火焰相互作用的数值模拟研究
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作者 沈婷 肖华华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2525-2530,共6页
采用高精度算法和动态自适应网格技术求解了三维全可压反应性Navier-Stokes方程。通过数值模拟,展示了三维正弦扰动火焰在受激波冲击后,由于Richtmyer-Meshkov不稳定性演化成“尖钉-气泡”结构,并进一步产生二次不稳定性形成“蘑菇盖”... 采用高精度算法和动态自适应网格技术求解了三维全可压反应性Navier-Stokes方程。通过数值模拟,展示了三维正弦扰动火焰在受激波冲击后,由于Richtmyer-Meshkov不稳定性演化成“尖钉-气泡”结构,并进一步产生二次不稳定性形成“蘑菇盖”结构。本文探讨了入射激波强度、火焰初始扰动振幅及波长对激波-火焰相互作用的影响,结果表明:激波冲击火焰面导致的扰动增长随火焰面初始扰动振幅的增加而增加,而对激波强度和火焰初始扰动振幅的依赖性较弱;火焰面的热释放速率随激波强度和火焰初始扰动振幅的增加而增加,而与初始扰动波长的相关性较弱。 展开更多
关键词 激波–火焰相互作用 RICHTMYER-MESHKOV不稳定性 马赫数 扰动振幅 扰动波长 数值模拟
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超黏性激波捕捉技术在激波/火焰相互作用问题中的应用 被引量:1
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作者 谢家华 邹建锋 +2 位作者 张阳 李霄月 马振海 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1864-1870,共7页
本文基于时空三阶精度的两步泰勒伽辽金有限元高阶格式(TTGC)上实现了一种超黏性激波捕捉技术.该激波捕捉技术通过引入网格相关的体积黏性项和剪切黏性项以提高对激波/湍流相互作用过程的捕捉精度和可靠性.利用经典的一维SOD激波管算例... 本文基于时空三阶精度的两步泰勒伽辽金有限元高阶格式(TTGC)上实现了一种超黏性激波捕捉技术.该激波捕捉技术通过引入网格相关的体积黏性项和剪切黏性项以提高对激波/湍流相互作用过程的捕捉精度和可靠性.利用经典的一维SOD激波管算例和一维Shu-Osher算例对此激波捕捉技术进行了数值验证。并将该技术用于模拟了激波与火焰的相互作用问题,分析了火焰的演化过程及激波/边界层相互作用过程,揭示了分叉结构对火焰传播特性的影响.研究表明超黏性激波捕捉技术能够有效捕捉超声速反应流中的激波、湍流和边界层等复杂流动信息,同时能很好地控制激波附近的数值耗散现象. 展开更多
关键词 人工黏性 高精度格式 激波与火焰相互作用
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基于化学自发光技术的喷射火相互作用研究
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作者 李紫婷 朱红亚 刘晅亚 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1354-1357,共4页
用自行设计的多点源气体火焰燃烧试验平台以及化学自发光成像测试系统,研究了两动量控制的湍流射流火焰分别处于不存在相互作用的状态、存在相互作用但不合并的状态、部分合并的状态及完全合并的状态下化学自发光的强度二维分布。实验发... 用自行设计的多点源气体火焰燃烧试验平台以及化学自发光成像测试系统,研究了两动量控制的湍流射流火焰分别处于不存在相互作用的状态、存在相互作用但不合并的状态、部分合并的状态及完全合并的状态下化学自发光的强度二维分布。实验发现,当处于存在相互作用但不合并状态下,两射流火焰在相交处出现自发光强度凹陷区,并且随着火焰逐渐合并,强度逐渐增强,凹陷区逐渐消失,直到完全合并状态下强度约为不存在相互作用状态时的两倍。 展开更多
关键词 化学自发光 射流火焰 火焰相互作用 动量控制
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直列预混微火焰结构特性
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作者 赵黛青 康占肖 +1 位作者 蒋利桥 杨浩林 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期383-387,共5页
通过调节喷嘴间距、预混气出口速度和燃料当量比对3个直列预混微火焰的结构特性进行了实验研究,用增强型相机记录了不同工况下的火焰形态和CH分布.实验结果表明:随着喷嘴间距减小、预混气出口速度和当量比的增加,3个火焰之间的相互作用... 通过调节喷嘴间距、预混气出口速度和燃料当量比对3个直列预混微火焰的结构特性进行了实验研究,用增强型相机记录了不同工况下的火焰形态和CH分布.实验结果表明:随着喷嘴间距减小、预混气出口速度和当量比的增加,3个火焰之间的相互作用增强,火焰分别呈现出W形、相互独立和合并等形态;火焰之间的相互作用主要影响火焰中上部区域,对火焰底部区域影响不大,并根据火焰发光图片中光强信号给出了火焰形态判断依据. 展开更多
关键词 预混微火焰 直列火焰 火焰相互作用 火焰合并
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激波诱导火焰变形的数值模拟 被引量:1
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作者 谷壮志 王超 +3 位作者 施红辉 董若凌 章利特 贾会霞 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2011年第4期529-533,共5页
在充满氢气空气混合气体的激波管中,对激波诱导火焰变形失稳的过程进行数值模拟。根据计算结果讨论流场中激波结构与火焰形状的变化情况,同时给出激波诱导火焰燃烧转爆轰的形式和发展过程。结果显示:激波与火焰作用过程中存在λ结构和... 在充满氢气空气混合气体的激波管中,对激波诱导火焰变形失稳的过程进行数值模拟。根据计算结果讨论流场中激波结构与火焰形状的变化情况,同时给出激波诱导火焰燃烧转爆轰的形式和发展过程。结果显示:激波与火焰作用过程中存在λ结构和二次激波诱导区域的形成,入射激波马赫数为2.3时形成爆轰。 展开更多
关键词 数值模拟 激波与火焰相互作用 爆燃转爆轰 R-M不稳定性
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预混旋流多喷嘴火焰激光可视化实验研究
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作者 柳伟杰 葛冰 +1 位作者 臧述升 王慧汝 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1887-1894,共8页
为了研究预混旋流多喷嘴火焰结构及当量比对多喷嘴火焰结构的影响,针对当量比0.51~0.8的甲烷/空气预混旋流多喷嘴火焰开展了平面激光诱导荧光测量研究。通过实验,获得了不同当量比下预混旋流多喷嘴火焰时均火焰形态和瞬态火焰结构分布... 为了研究预混旋流多喷嘴火焰结构及当量比对多喷嘴火焰结构的影响,针对当量比0.51~0.8的甲烷/空气预混旋流多喷嘴火焰开展了平面激光诱导荧光测量研究。通过实验,获得了不同当量比下预混旋流多喷嘴火焰时均火焰形态和瞬态火焰结构分布特点。实验结果表明,相邻火焰相互冲刷,在相互作用区内强化了燃烧化学反应。相邻火焰之间的相互作用随着当量比的减小逐渐减弱,当量比小于0.53时,中心火焰熄灭,相邻火焰相互作用消失。多喷嘴外侧火焰推举高度小于中心火焰,稳定范围比中心火焰宽。当量比大于0.6时火焰推举高度随当量比的变化不明显,当量比小于0.6后火焰推举高度随着当量比的减小显著增加。随着当量比的降低,湍流脉动对火焰的褶皱扭曲作用逐渐增强,湍流火焰传播速度与层流火焰传播速度之比逐渐增大。 展开更多
关键词 多喷嘴火焰 预混燃烧 平面激光诱导荧光测量 火焰结构 火焰相互作用 当量比
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分层比对分层旋流火焰稳定模式及流动结构的影响 被引量:4
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作者 王思睿 刘训臣 +3 位作者 李磊 韩啸 张弛 齐飞 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期619-628,共10页
应用高速激光诊断系统,对中心分层旋流火焰开展了流场与火焰结构的多参数同步测量,研究了分层比对火焰动力学及瞬态流动结构的影响。通过20kHz高频平面激光诱导荧光和高频粒子示踪测速技术,研究了不同分层比下的火焰模式和稳定机理,并... 应用高速激光诊断系统,对中心分层旋流火焰开展了流场与火焰结构的多参数同步测量,研究了分层比对火焰动力学及瞬态流动结构的影响。通过20kHz高频平面激光诱导荧光和高频粒子示踪测速技术,研究了不同分层比下的火焰模式和稳定机理,并揭示了流场结构沿轴向的定量演化规律。研究结果表明,提高分层比可以改变分层旋流火焰中火焰面相互作用模式,使主火焰的稳定机理由接触点火变为融合点火机理。同时分层比也会改变火焰释热区的位置,使流场结构以及脱落旋涡的空间分布发生改变。应用旋涡识别方法定量提取了脱落旋涡的位置,获得了内剪切层中脱落旋涡的空间分布和轴向演化规律。 展开更多
关键词 分层比 中心分层旋流火焰 多参数同步测量 火焰相互作用模式 流动结构
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甲烷/空气预混旋流火焰回火实验与模拟研究
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作者 王云程 王金华 +2 位作者 夏昊 张玮杰 黄佐华 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1605-1614,共10页
回火是贫燃预混低污染燃烧室中重要的燃烧不稳定问题之一。本文通过实验结合大涡模拟对钝体旋流燃烧器甲烷/空气预混旋流火焰回火过程进行研究。结果表明,在低湍流(雷诺数Re=4000)和高旋流(旋流数S=1.3)条件下,上游火焰传播由火舌引导... 回火是贫燃预混低污染燃烧室中重要的燃烧不稳定问题之一。本文通过实验结合大涡模拟对钝体旋流燃烧器甲烷/空气预混旋流火焰回火过程进行研究。结果表明,在低湍流(雷诺数Re=4000)和高旋流(旋流数S=1.3)条件下,上游火焰传播由火舌引导的回火模式主导,火舌围绕中心钝体壁面以几乎恒定的回火速度向上游传播,在此过程中火焰–流动相互作用主要发生在火舌前侧。在火焰参考系下,火舌上游的流动偏转主要受径向压力梯度、科氏力以及离心力的影响。 展开更多
关键词 预混旋流火焰 回火 大涡模拟 火焰–流动相互作用
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Mechanism research of gas and coal dust explosion 被引量:1
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作者 ZHANG Yan-song HAN Li-li WANG Lei 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2009年第2期171-174,共4页
Combined with the experimental results from the large tunnel of the ChongqingResearch Institute,the mechanism of gas and coal dust explosion was studied.Someconcepts about gas and coal dust explosion were introduced s... Combined with the experimental results from the large tunnel of the ChongqingResearch Institute,the mechanism of gas and coal dust explosion was studied.Someconcepts about gas and coal dust explosion were introduced such as the form conditionand influential factors.Gas and coal dust explosion propagation was researched and thelifting process of coal dust was simulated.When an explosion occurred due to great mixtureof gas and air,the maximum explosion pressure appeared in the neighborhood of theexplosion source point.Before it propagated to the tunnel of the deposited coal dust,themaximum explosion pressure appeared to be in declining trend.Part of the energy waslost in the process of raising the deposited coal dust through a shock wave,so the maximumexplosion pressure was smallest on the foreside of the deposited coal dust sector.On the deposited coal dust sector,the explosion pressure rapidly increased and droppedoff after achieving the largest peak value.Because of coal dust participation in the explosion,the flame velocity rose rapidly on the deposited coal dust and achieved a basic stablevalue;coal dust was ignited to explode by initial laminar flame,and the laminar flametransformed into turbulent flame.The turbulence transformed the flame fold into a funnelshape and the shock wave interacted with the flame,so the combustion rate rose and thepressure wave was further enhanced.The regeneration mechanism between the flamecombustion rate and the aerodynamic flowing structure achieved the final critical state forforming the detonation. 展开更多
关键词 gas and coal dust explosion mechanism research influence factor coal dust hoisted process
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部分预混旋流火焰不稳定燃烧的大涡模拟 被引量:3
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作者 柳伟杰 葛冰 +1 位作者 臧述升 翁史烈 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期67-73,145-146,共7页
针对燃气轮机燃烧室内甲烷/空气预混旋流火焰的燃烧不稳定问题进行了大涡模拟。采用两步化学反应机理和有限速率反应模型模拟湍流燃烧,选取WALE(壁面自适应局部)涡粘模型作为亚网格湍流模型。大涡模拟结果表明:燃烧室内的压力、速度、... 针对燃气轮机燃烧室内甲烷/空气预混旋流火焰的燃烧不稳定问题进行了大涡模拟。采用两步化学反应机理和有限速率反应模型模拟湍流燃烧,选取WALE(壁面自适应局部)涡粘模型作为亚网格湍流模型。大涡模拟结果表明:燃烧室内的压力、速度、组份和热释放率均发生了明显的周期性波动,且波动的频率一致。燃烧室内燃烧的振荡主频率为517 Hz,压力波动相对幅值为2.9%。在不稳定燃烧过程中喷嘴发生周期性回火。外剪切层附近旋涡产生、脱落引起的非稳定热释放以及热释放对流场的反馈作用是引起不稳定燃烧的主要原因。 展开更多
关键词 旋流稳定火焰 部分预混 不稳定燃烧 大涡模拟 旋涡-火焰相互作用 瑞利因子
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Experimental Study on the Interactions for Bluff-body and Swirl in Stabilized Flame Process 被引量:5
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作者 Bing Ge Shu-Sheng Zang 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期88-96,共9页
This paper focuses on investigating the interaction effects for swirl and bluff-body in stabilized flame process. Particle image velocimetry was used to measure velocity fields in three burners. First, the comparison ... This paper focuses on investigating the interaction effects for swirl and bluff-body in stabilized flame process. Particle image velocimetry was used to measure velocity fields in three burners. First, the comparison of flames in bluff-body stabilized burners with and without swirl is presented. The results of the experiments present the variations of bluff-body stabilized flame when swirl is added into burner: the maximum reverse flow velocity and the maximum mean average radial velocity decrease; the maximum radial rootmean squared fluctuating (rms) velocity increases; the values of the axial velocity peak on the side of nozzle axis are lower, and the distance between the peak and centerline is bigger; the location of the maximum radial rms velocity moves to the outlet of annular air-flow from central recirculation zone (CRZ). Then, the comparison of flames in swirl burners with and without bluff-body is provided. The results of the experiments show the changes of swirling flame when bluff-body is added into swirl burner: the air vortex in the CRZ moves to the burner; the peak values of axial mean and rms velocity decrease; the distance between centerline and the mean axial and rms velocity peak increase; the peak of mean radial velocity decreases, and the peak of rms raidial velocity increase. The data from this experiment can also be established as benchmarks for the development and validation of combustion numerical simulations. 展开更多
关键词 Swirl burners BLUFF-BODY turbulent non-premixed flames PIV
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