渦團耗散模型A值對模擬精度的影響.pdf

1、由于湍流燃燒過程非常復雜，眾多學者對湍流燃燒進行了多方面的研究。而湍流燃燒模型作為一種基本燃燒模擬工具，從其建立模型到模型驗證以及后期運用于工程實踐，都受到廣泛的關注。建立燃燒模型需要考慮諸多因素，例如數(shù)值計算的可行性，模型的有效性，工程實用性和經(jīng)濟性等方面。燃燒模型不僅可以提高人們對燃燒機理的認識，并且可激發(fā)新的建模思想，進一步優(yōu)化燃燒模型。在傳統(tǒng)湍流火焰的CFD模擬仿真中，渦團耗散模型(Eddy Dissipation Model，

2、EDM模型)因為其假設合理，而得到廣泛運用。EDM模型的反應速率取決于湍流脈動衰變速率ε/k，并且能自動選擇成分控制速率，因此該模型不僅能用于非預混火焰，也能用于預混火焰。對于渦團耗散EDM模型，具有兩個反應常數(shù)值A和B，其中常數(shù)B用于預混火焰;對于非預混火焰只使用常數(shù)A。在大多數(shù)應用中反應常數(shù)A都采用默認值為4的經(jīng)驗系數(shù)進行計算。
　　本文通過數(shù)值模擬湍流非預混射流火焰、湍流非預混對沖火焰、湍流非預混鈍體火焰、湍流非預混旋流火焰

3、這四種不同類型的湍流非預混火焰共19組算例，發(fā)現(xiàn)渦團耗散EDM模型采用默認A值4的計算結果和實驗值差別較大。通過調節(jié)A值可得到吻合實驗數(shù)據(jù)的最優(yōu)A值，最優(yōu)A值變化范圍在0.3～25之間，最優(yōu)A值明顯依賴于燃料、化學反應設置、和燃燒區(qū)的湍流雷諾數(shù)。通過對計算結果的分析，擬合出了選取最優(yōu)A值的關聯(lián)式，同時也給出了一種通用的渦團耗散改進模型。并且再次通過上述四種湍流非預混火焰驗證了改進后的渦團耗散模型計算精度。發(fā)現(xiàn)其計算結果較于傳統(tǒng)的EDM模