本征不稳定预混火焰色散关系的高效精确计算
流体动力学
2023-06-21 v1
摘要
预混火焰易受流体动力学和热扩散不稳定性影响，这些不稳定性使火焰前锋皱褶并导致复杂的多尺度模式。它们强烈影响火焰传播与动力学，使层流火焰速度增加数倍，对于高压下的贫氢火焰轻易达到五倍之大。色散关系表示火焰前锋扰动的不同谐波分量在不同波长下的增长率，有助于理解火焰不稳定性线性阶段的动力学。本工作中，提出一种基于火焰皱褶傅里叶分析的高效精确方法来计算色散关系。与基于用单一波长扰动火焰的典型方法不同，火焰被一组正弦波谱扰动，并通过谱分析追踪其增长。利用本方法，完整的色散关系通过单次模拟即可算出；这比针对色散关系每个点运行一系列单波长扰动模拟在计算上显著更高效。结果表明，所提方法准确，并且解决了在计算大波长增长率时施加单一扰动所遇到的问题。我们系统研究并评估了若干数值与初始化参数，包括分辨率、域大小和初始扰动幅度。
引用
@article{arxiv.2306.10901,
title = {Efficient and accurate calculation of dispersion relations for intrinsically unstable premixed flames},
author = {Sofiane Al Kassar and Lukas Berger and Pasquale E. Lapenna and Francesco Creta and Heinz Pitsch and Antonio Attili},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.10901},
year = {2023}
}