熄灭应变率与层流火焰速度的动力学相似性
流体动力学
2020-07-07 v1 计算物理
摘要
熄灭应变率 (ESR) 和层流火焰速度 (LFS) 是燃料/空气混合物的基本属性，常作为湍流燃烧中的缩放参数。虽然在常压和高压下的 LFS 已被广泛研究，但用对冲流预混火焰对 ESR 的实验测量非常有限，因为往往在接近熄灭时会发生火焰不稳定性，尤其是在高压下。由于 ESR 测量稀缺，大多数燃烧动力学模型主要依据 LFS 进行验证和优化。然而，ESR 与 LFS 的控制反应是否相同以至于这些模型也能有效预测 ESR 是存疑的。本工作通过分析它们的动力学敏感度方向来量化 ESR 与 LFS 之间的动力学相似性。该方向由一个单位向量表示，该向量由 ESR 或 LFS 对每个基元反应速率常数的归一化敏感度构成。进而，两个方向之间的相似性由相应单位向量的内积度量。研究发现，对于不同燃料、当量比和压力，ESR 与 LFS 的敏感度方向是平行的。此外，对于对冲流预混火焰中的最高温度、火焰坐标中不同位置的局部温度以及 ESR，不同应变率下的敏感度方向也相似。这些发现表明，LFS 和 ESR 作为约束和优化动力学模型中速率常数的目标是同样有效的。此外，敏感度方向对应变率的独立性也使我们能够基于 ESR 和 LFS 的动力学敏感度，对具有宽范围应变率的湍流火焰进行不确定性量化。
引用
@article{arxiv.2001.05367,
title = {Kinetic Similarity between Extinction Strain Rate and Laminar Flame Speed},
author = {Weiqi Ji and Tianwei Yang and Zhuyin Ren and Sili Deng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05367},
year = {2020}
}