可变形燃料液滴的燃烧与蒸发

本研究聚焦于对流条件下孤立自由变形燃料液滴的燃烧与蒸发。通过在中度雷诺数下改变韦伯数来修正液滴形状。采用简化的化学反应机理进行燃烧建模。直接数值模拟（DNS）结果表明，对于纯蒸发和燃烧两种情况，韦伯数对总蒸发速率（$\dot{m}$）均具有净正效应。在燃烧情况下，较高韦伯数下 $\dot{m}$ 的增强幅度可达 $9\%$。观察到随时间增长的非球形包络火焰。该火焰类型的达姆科勒数大于 1，导致反应速率较蒸发更快。因此，可见燃烧过程不受液滴形状影响。此外，还对三维与二维燃烧结果进行了比较，以理解二维研究是否能反映该问题的正确物理方面。研究发现，在相同入流速度下，由于液滴表面附近的温度梯度较低，二维中的局部蒸发通量降低了 $42.5\%$。二维中液滴的变形显著不同，这影响了边界层的发展和尾流。这被观察到会影响液滴下游的火焰形状。因此，二维模拟无法恢复正确的行为。