A priori investigation of subgrid correlation of mixture fraction and progress variable in partially premixed flames
A priori investigation of subgrid correlation of mixture fraction and progress variable in partially premixed flames
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部分预混火焰中混合分数与进度变量亚网格相关性的先验研究
DOI：
10.1080/13647830.2018.1459862
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发表时间：
2018
影响因子：
1.3
通讯作者：
Chen Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Z
采用直接数值模拟（DNS）方法研究了氢提升射流火焰的混合分数Z和过程变量c的亚网格关联。这两个标量的联合次网格行为得到一个广泛的过滤器尺寸的高斯型过滤器。利用单次快拍DNS数据构造的联合概率密度函数（JPDF）与两个独立的β-PDF和ACPulaMethod计算的JPDF进行了定性比较。在火焰的不同流向位置观察到的强负相关被捕捉到。当滤波器的尺寸等于或大于层流火焰厚度时，亚网格对Z-c关联的贡献变得重要，然后利用独立β-PDF和关联JPDF的火焰面方法对滤波后的反应速率进行优先级评估。与DNS数据的比较表明，这两个模型提供了相当好的结果，为一系列的过滤器大小。然而，使用copulaJPDF计算的反应速率被发现有一个更好的协议与DNS数据为大的过滤器的大小，因为subgridZ-ccorrelation效应。
Subgrid correlation of mixture fraction,Z, and progress variable,c, is investigated using direct numerical dimulation (DNS) data of a hydrogen lifted jet flame. Joint subgrid behaviour of these two scalars are obtained using a Gaussian-type filter for a broad range of filter sizes. A joint probability density function (JPDF) constructed using single-snapshot DNS data is compared qualitatively with that computed using two independent β-PDFs and acopulamethod. Strong negative correlation observed at different streamwise locations in the flame is captured well by thecopulamethod. The subgrid contribution to theZ–ccorrelation becomes important if the filter is of the size of the laminar flame thickness or larger.A prioriassessment for the filtered reaction rate using the flamelet approach with independent β-PDFs and correlated JPDF is then performed. Comparison with the DNS data shows that both models provide reasonably good results for a range of filter sizes. However, the reaction rate computed usingcopulaJPDF is found to have a better agreement with the DNS data for large filter sizes because the subgridZ–ccorrelation effect is included.
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