采用优先扩散模型的火焰生成流形方法对部分预混氢火焰预测能力的评估

本研究对基于火焰生成流形 (Flamelet Generated Manifolds, FGM) 的火焰模型在再现部分预混氢火焰中优先扩散效应方面的能力进行了系统分析。在构建火焰数据库时，通过引入混合平均输运模型来考虑详细的输运效应。该方法以扩散通量的形式为控制变量的输运方程引入了新的项，其系数可由流形中包含的信息计算并保存在火焰数据库中。该流形由一组具有混合平均输运的预混未拉伸一维绝热火焰的解构建而成，混合分数在可燃范围内变化。研究特别关注与化学流形构建相关的数值方面，以减小在评估由某些物种优先扩散所导出的新项时产生的数值误差。最后，本文系统地展示了将该方法应用于模拟各种典型构型中层流氢火焰的结果，从预混火焰到分层火焰，包括具有不同混合长度的三火焰情形。结果表明，该方法能够以较低的计算成本准确描述火焰结构与传播速度，与详细化学反应解在火焰结构和传播速度方面均表现出显著的一致性。