Experiment-Based Modeling of Turbulent Flames with Inhomogeneous Inlets
Experiment-Based Modeling of Turbulent Flames with Inhomogeneous Inlets
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基于实验的不均匀入口湍流火焰建模
DOI：
10.1007/s10494-021-00304-8
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Masri, Assaad R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ranade, Rishikesh;Echekki, Tarek;Masri, Assaad R.
基于实验的湍流燃烧模拟的封闭框架被进一步验证，使用悉尼试点的具有不均匀入口的部分预混湍流火焰。火焰的特征是存在混合模式燃烧。框架的闭合是关于多标量测量的“训练”，以构建以主成分(PC)为参数的热化学标量统计。本培训使用三种火焰条件，同时使用另一种火焰进行验证。结果表明，在部分预混和不同燃烧模式影响较大的喷口附近，主要的燃烧产物呈现出复杂的特征。通过对混合物分数的严格定义或反应进程的测量，可能无法捕捉到这些特征。在进一步的下游，前两个PC倾向于与非预混火焰的特征参数合理地关联，包括混合物分数和进程变量。对测量量的无条件均值和均方根值的模型预测的比较表明，对于所有四个火焰，使用相同的PC控制方程闭合，在定性和定量上都与实验统计非常一致。
An experiment-based closure framework for turbulent combustion modeling is further validated using the Sydney piloted turbulent partially premixed flames with inhomogeneous inlets. The flames are characterized by the presence of mixed mode combustion. The framework’s closure is “trained” on multi-scalar measurements to construct thermo-chemical scalar statistics parameterized in terms of principal components (PCs). Three flame conditions are used for this training, while an additional flame is used for validation. The results show that the leading PCs exhibit complex features near the jet inlet where effects of partial premixing and the presence of different burning modes are strong. These features may not be captured through a strict definition for the mixture fraction or measures of reaction progress. Further downstream, the first 2 PCs tend to be reasonably correlated with parameters that are characteristic of nonpremixed flames, including the mixture fraction and the progress variable. Comparisons of the model predictions for unconditional mean and RMS for the measured quantities show a very good qualitative and quantitative agreement with experimental statistics for all 4 flames using the same closure for the PCs governing equations.
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