具有外加反向流的层流剪切层中的混合与燃烧

分析了具有混合、化学反应、法向应变和剪切应变的三维层流流动结构，其在小尺度上定性地代表了湍流燃烧。混合层在横向 y 和 z 方向受到反向流作用。考察了非反应流和反应流。将三维边界层方程化简为具有密度和物性变化下热质扩散的一维相似形式。在稳态构型中，一组常微分方程控制三个速度分量以及标量场变量。建立了具有剪切和法向应变联合作用的单个扩散火焰的火焰面模型。针对主导扩散火焰和较弱富燃料预混火焰的构型，得到了相似形式解的另一种模型。给出了速度场和标量场在达姆kö勒数 Da 范围、由反向流引起的法向应变率、跨混合层的流向速度比、普朗特数和马赫数下的结果。对于火焰面模型，将守恒标量作为自变量以给出结果的另一种描述。外加法向应变减小了混合层厚度并增大了标量梯度和输运率。在多支火焰情形下，部分预混火焰有扩散控制的迹象。施加于剪切层的法向应变对混合和燃烧速率的增强可能非常显著。此外，反向流上施加的剪切应变及由此产生的涡量可能很显著，表明需要同时包含剪切应变和法向应变的火焰面模型。