利用分辨分析建模湍流氢-空气狭缝火焰中的反应动力学
流体动力学
2026-03-31 v1
摘要
本工作将分辨分析（RA）应用于研究雷诺数为 5500、Karlovitz 数为 20、当量比为 0.4 的氢-空气狭缝火焰的动力学。通过移位谱适当正交分解（SPOD）分析直接数值模拟（DNS）数据，并将所得结构与基于 RANS-EBU 反应速率模型线性化得到的最优分辨响应进行比较。SPOD 和 RA 均表明，流动动力学在宽频率范围内（特别是 300–1000 Hz）由 Kelvin-Helmholtz 波包主导。这一行为反映在分辨增益和 SPOD 特征值上，在该范围内表现出一致的放大效应。RA 预测的速度脉动模态形状与 SPOD 模态吻合良好。然而，相应的进度变量和热量释放模态形状的吻合度较弱。为解决这一局限，本研究引入了一种由高保真数据标定的广义活性火焰闭合，该闭合与线性化框架兼容，并改善了与 SPOD 模态的吻合度。总体结果表明，湍流氢火焰中的热扩散不稳定性并不妨碍活性火焰分辨方法的适用性。
引用
@article{arxiv.2603.27675,
title = {Modeling of Reaction Dynamics in a Turbulent Hydrogen-Air Slot Flame Using Resolvent Analysis},
author = {Anant Talasikar and Marina Matthaiou and Michael Gauding and Heinz Pitsch and Thomas Ludwig Kaiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27675},
year = {2026}
}
备注
International Symposium on Combustion