Multiple mapping conditioning coupled with an artificially thickened flame model for turbulent premixed combustion
Multiple mapping conditioning coupled with an artificially thickened flame model for turbulent premixed combustion
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多重映射调节与人工增厚的火焰模型相结合，用于湍流预混燃烧
DOI：
10.1016/j.combustflame.2018.05.021
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发表时间：
2018
影响因子：
4.4
通讯作者：
Barlow
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Straub;Kronenburg;Kuenne;Janicka;Barlow
本文介绍了一种模拟湍流分层火焰的混合欧拉/拉格朗日方法。大涡模拟（LES）用于模拟的流场，而人工增厚的火焰提供了足够的分辨率的计算过滤的反应进程变量的演变。该模型是由稀疏拉格朗日粒子方法，提供瞬时和局部的解决方案的物种组成，并可以考虑由于湍流的火焰结构的偏差。结合的方法提供了一个模型，适用于不同的预混火焰制度，包括波纹和增厚的火焰制度。粒子混合模型是基于一个多映射条件（MMC）的方法，条件混合的参考字段（反应进程变量）。因此，该模型确保了成分空间中混合的局部性，并防止了未燃烧流体与穿过火焰前缘的已燃烧流体的非物理混合。MMC-LES的结果显示出良好的协议与实验数据，火焰状结构，以及其偏差可以预测。的结果是相当不敏感的MMC具体的建模参数，但混合时间尺度的建模需要进行调整，以实现人工加厚火焰模型预测的火焰传播速度和MMC预测的火焰动力学之间的一致性。
A hybrid Euler/Lagrange approach is introduced for the simulation of turbulent stratified flames. Large eddy simulations (LES) are used for the simulation of the flow field while artificial thickening of the flame provides sufficient resolution for the computation of the evolution of the filtered reaction progress variable. This model is complemented by a sparse Lagrangian particle method that provides instantaneous and local solutions of the species composition and can account for deviations from the flamelet-structure due to turbulence. The combined approach provides a model applicable to different premixed flame regimes including the corrugated and thickened flame regimes. The particle mixing model is based on a multiple mapping conditioning (MMC) approach that conditions mixing on a reference field (the reaction progress variable). Thus, the model ensures localness of mixing in composition space and prevents unphysical mixing of unburnt fluid with burnt fluid across the flame front. The MMC-LES results show good agreement with experimental data, and flamelet-like structures as well as deviations thereof can be predicted. The results are rather insensitive towards the MMC specific modelling parameters but the modelling of the mixing time scale needs to be adapted to achieve consistency between the flame propagation speed predicted by the artificially thickened flame model and the flame dynamics predicted by MMC.
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