基于多环境欧拉概率密度函数建模的 MILD 燃烧数值研究
流体动力学
2021-02-23 v1
摘要
本文采用概率密度函数（PDF）建模方法研究模拟中等强度低氧稀释（MILD）燃烧的火焰。本研究考虑两种模拟 MILD 燃烧的燃烧器：一种是 Adelaide Jet-in-Hot-Coflow（JHC）燃烧器，另一种是 Delft-Jet-In-Hot-Coflow（DJHC）燃烧器。采用多环境欧拉概率密度函数（MEPDF）方法结合 Interaction-by-Exchange-with-Mean（IEM）微混合模型进行了二维 RANS 模拟。进行了定量比较以评估 MEPDF 模型在 MILD 燃烧工况下的精度和预测能力。对 DJHC 燃烧器计算了对应于雷诺数 Re=4100 和 Re=8800 的两种不同射流速度，而 Adelaide 燃烧器考虑 Re=10000。在 DJHC 燃烧器 Re=4100 的情况下，观察到平均轴向速度剖面和湍流动能剖面与实验数据库吻合良好，而温度剖面在下游区域略有高估。对于较高雷诺数情况（Re=8800），发现预测精度有所下降。而在 Adelaide 燃烧器情况下，计算得到的温度及主要组分（CH4、H2、N2、O2）的质量分数剖面与测量结果极为吻合，而在 CO2 和 H2O 的质量分数剖面中观察到偏差。此外，由于燃料混合物中存在 H2，观察到了差分扩散效应。
引用
@article{arxiv.2102.11082,
title = {Numerical investigation of MILD combustion using Multi-Environment Eulerian Probability Density Function modeling},
author = {Akshay Dongre and Ashoke De and Rakesh Yadav},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.11082},
year = {2021}
}