简化的联合PDF模型模拟湍流燃烧中NO生成

为克服现有工程中模拟污染物生成模型存在的缺陷,采用简化的联合概率密度函数(PDF)模型预报了甲烷燃烧过程,得到的温度场及反应物和产物浓度场与实验结果相符。在此基础上,采用Zeldovich机理及简化的联合PDF湍流反应模型预报了甲烷燃烧过程中热力型NO的生成,并与实验及Arrhenius模型的预报结果进行了比较。结果表明,简化的联合PDF模型给出的NO分布与实验结果相符,而Arrhenius模型的预报值则远低于实验值。说明简化的联合PDF模型能够综合考虑湍流和反应动力学两方面的影响,合理预报NO的生成过程。

后台阶反应流概率密度函数-雷诺应力法模拟

后台阶流动是计算流体力学领域十分重要的课题,但是后台阶流动与化学反应耦合的数值研究则比较少见。文中使用雷诺应力模型模拟后台阶流动的速度场,使用标量联合概率密度函数(PDF)方程模拟化学反应项,并将化学反应项的结果作为源项引入雷诺应力模型,模拟了后台阶流动中的甲烷与氧气的缓慢氧化反应。结果发现:雷诺应力模型能够很好地模拟冷场条件下的后台阶流动,数值计算的结果与文献中实验的结果相当吻合。当有氧化反应的时候流场速率的分布对氧化反应的结果有明显的影响;在速率比较小,化学反应物停留时间长的流场区域,反应比较完全;同时,速度场的分布还将影响生成物的浓度分布。但是在文中的条件下反应对流场的影响很小,而不同的反应机制对反应结果有明显影响。