发动机工况下火焰核早期发展过程中的微分扩散作用——第二部分：火焰结构与几何形状的影响
流体动力学
2020-10-08 v2
摘要
由实验性火花点火（SI）发动机研究可知，常见交通燃料/空气混合物的（）特性所导致的早期火焰核发展减缓往往会增加循环变动（CCV）。为加深对发展过程中火焰核火焰结构内复杂现象的基本理解，本文研究了一个与发动机相关的直接数值模拟（DNS）数据库。通过考虑采用 和 计算的等效火焰核与湍流平面火焰，得以开展结论性分析。在本研究的第一部分（Falkenstein 等，Combust. Flame，2019）中，为上述目的提出了一种基于局部焓、局部当量比和 H 自由基质量分数的局部混合物状态简化表征。在此，推导了扩散控制的混合物参数局部焓与局部火焰几何及结构之间的耦合关系，其由关键参数 和 表征。分析表明，火焰核构型所固有的大正全局平均曲率可能对反应区内的局部混合物状态产生不利影响，尤其是在初始火焰核发展阶段。火花点火的外部能量供给可有效跨越这一关键阶段，这使得在当前条件下，与 的整体效应相比，全局平均火焰核曲率的影响较小。一旦点火效应衰减，反应区内的混合物状态在局部表现出与受应变层流火焰相同的对 的依赖关系。这意味着，在发动机典型的 Karlovitz 数下，微分扩散效应并未被小尺度湍流混合削弱。
引用
@article{arxiv.1910.10150,
title = {The Role of Differential Diffusion during Early Flame Kernel Development under Engine Conditions -- Part II: Effect of Flame Structure and Geometry},
author = {Tobias Falkenstein and Hongchao Chu and Mathis Bode and Seongwon Kang and Heinz Pitsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10150},
year = {2020}
}