物理引导的甲烷-氢气-空气混合物层流火焰速度关联模型（含不同稀释条件）
流体动力学
2026-03-30 v1
摘要
燃料灵活、低碳燃烧系统需要适应含空气和废气稀释的甲烷/氢气混合物。为此，我们需要准确高效的层流火焰速度（LFS）关联模型。本工作中，我们提出了一种物理引导的LFS关联模型，适用于燃烧器、燃气发动机和涡轮机。该模型采用基于火焰温度的核心动力学方法，等效比采用代数函数，并使用基于质量通量的混合法则。这使得对任意甲烷/氢气混合比例都能进行准确预测。我们使用C3Mech v4.0.1的一维火焰模拟来设定模型参数，该求解器因其对广泛实验数据（包括我们球形燃烧室的新结果）的高预测精度而被选用。该新关联模型的精度与机器学习方法（高斯过程回归）相当，同时保持物理一致性、可微性且外推性能良好。这使其适用于计算流体动力学和燃料灵活燃烧系统的控制。
引用
@article{arxiv.2603.26568,
title = {Physics-guided laminar flame speed correlation for methane-hydrogen-air mixtures with varying dilution},
author = {Raik Hesse and Christian Schwenzer and Roman Glaznev and Florence Cameron and Heinz Pitsch and Joachim Beeckmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.26568},
year = {2026}
}
备注
18 pages, 12 figures