浮力反應(yīng)羽流三維直接數(shù)值模擬.pdf

1、浮力反應(yīng)羽流是火災(zāi)中最基本的現(xiàn)象，對(duì)其近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行基礎(chǔ)研究是理解火災(zāi)現(xiàn)象非常重要的環(huán)節(jié)。本文利用不依賴于燃燒和流動(dòng)模型而直接求解流體控制方程的直接數(shù)值模擬（DNS）方法，對(duì)低雷諾數(shù)下的三維空間浮力反應(yīng)羽流進(jìn)行模擬研究，得到了詳細(xì)的羽流近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)信息。主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　 針對(duì)三維燃燒問(wèn)題進(jìn)行直接數(shù)值模擬的巨大計(jì)算量，分析確定了本文研究的數(shù)學(xué)物理方法及初始邊界條件，并利用動(dòng)力學(xué)的相似原理對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行無(wú)量綱化，從而為下文

2、對(duì)浮力反應(yīng)羽流的直接數(shù)值計(jì)算提供理論基礎(chǔ)。
　　 熱輻射在火災(zāi)現(xiàn)象中起著不可忽視的作用，但前人對(duì)其的研究卻很少。通過(guò)對(duì)三維反應(yīng)羽流的直接數(shù)值模擬，從渦旋結(jié)構(gòu)、溫度、速度、湍流程度、卷吸等方面對(duì)三種不同輻射分?jǐn)?shù)（輻射0％、輻射10％、輻射35％）條件下的浮力反應(yīng)羽流近場(chǎng)信息進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比，定量分析了輻射對(duì)反應(yīng)羽流的影響程度。
　　 鑒于高原環(huán)境火災(zāi)是當(dāng)前火災(zāi)學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，本文利用直接數(shù)值模擬的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)改變外部環(huán)境條件

3、實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同海拔條件下的浮力反應(yīng)羽流進(jìn)行模擬計(jì)算。研究了海拔高度分別為2000 米和4000 米高原環(huán)境下浮力反應(yīng)羽流在無(wú)量綱溫度場(chǎng)、渦量場(chǎng)、湍流脈動(dòng)等羽流特性方面的變化。得出了不同海拔高度對(duì)反應(yīng)羽流近場(chǎng)信息的影響，總結(jié)了高原地區(qū)浮力反應(yīng)羽流的結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，高原低壓低氧環(huán)境對(duì)羽流反應(yīng)速率及渦旋脈動(dòng)周期都有一定程度的影響。這為高原環(huán)境的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)研究提供了有益的參考。
　　 針對(duì)平原地區(qū)輻射分?jǐn)?shù)對(duì)浮力反應(yīng)羽流結(jié)構(gòu)的影響，研究了