Numerical Studies on the Impact of Equivalence Ratio Oscillations on Lean Premixed Flame Characteristics and Emissions
Numerical Studies on the Impact of Equivalence Ratio Oscillations on Lean Premixed Flame Characteristics and Emissions
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当量比振荡对稀薄预混火焰特性和排放影响的数值研究
DOI：
10.1080/00102202.2014.934610
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发表时间：
2014
影响因子：
1.9
通讯作者：
M. Oevermann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
C. Schrödinger;C. O. Paschereit;M. Oevermann
对当量比振荡下的一维层流和湍流甲烷-空气贫油预混火焰进行了数值研究。湍流模拟采用线性涡模型。考虑了不同频率和不同振幅的谐波扰动，并评估了它们对CO和NO排放、热释放率波动和燃烧速度的影响。结果表明，由于燃烧速度和当量比振荡的相互作用，导致非正弦振荡在火焰前锋的非线性效应，高强迫振幅的火焰响应的强烈非线性行为。此外，湍流的情况下，揭示了减少平均燃烧速度和热释放率的振幅增加，由于阻尼引起的振荡的湍流波动。
Laminar and turbulent one-dimensional lean premixed methane-air flames subject to equivalence ratio oscillations are investigated numerically. For the turbulent simulations, the Linear Eddy Model is employed. Harmonic perturbations at various frequencies and with various amplitudes are considered and their influence on CO and NO emissions, heat release rate fluctuations, and burning velocity is evaluated. The results indicate a strongly nonlinear behavior of the flame response for high forcing amplitudes attributed to nonlinear effects due to the interaction of burning velocity and equivalence ratio oscillations leading to nonsinusoidal oscillations at the flame front. Furthermore, the turbulent cases reveal decreasing mean burning velocities and heat release rates with increasing amplitudes due to damping of turbulent fluctuations induced by the oscillations.
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