Pareto 高效燃烧建模框架在湍流反应流大涡模拟中的应用
流体动力学
2017-12-05 v1
摘要
在基于低维流形（例如火焰面模型）的燃烧模型应用于反应湍流的大涡模拟（LES）时，除湍流封闭模型和数值离散化带来的不确定性外，燃烧过程的建模简化也是关键的不确定性来源。在缺乏参考结果的情况下定量评估这种不确定性，对于实际燃烧装置的可靠且可预测的模拟至关重要。在本研究中，Pareto 高效燃烧（PEC）框架被扩展到湍流火焰的自适应 LES 燃烧模拟。PEC 框架的关键组成部分是所谓的流形漂移项。提出了其在 LES 中的扩展，通过检验特定燃烧模型在描述关注量时相对于底层流场表示的符合程度来进行此类评估。着眼于改进基于火焰面的燃烧模型对 CO 排放的预测，本工作利用 PEC 通过有限速率化学（FRC）模型的局部子模型分配来增强火焰面/进程变量（FPV）模型。为此，使用 FPV 与 FRC 模型的组合，在带导流的局部预混二甲醚火焰（DME-D）上进行了一系列 LES-PEC 计算。PEC 框架中利用漂移项来估计关注量的模型相关误差。结果表明，与整体式 FPV 模拟相比，PEC 方法能够显著改善 CO 排放的预测。通过在由漂移项评估确定低阶模型不足的区域以 FRC 丰富 FPV 模型，实现了精度的提升。
引用
@article{arxiv.1712.00966,
title = {Application of Pareto-efficient combustion modeling framework to large eddy simulations of turbulent reacting flows},
author = {Hao Wu and Peter C. Ma and Thomas Jaravel and Matthias Ihme},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.00966},
year = {2017}
}