Numerical simulations of turbulent lifted jet diffusion flames in a vitiated coflow using the stochastic multiple mapping conditioning approach
Numerical simulations of turbulent lifted jet diffusion flames in a vitiated coflow using the stochastic multiple mapping conditioning approach
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使用随机多重映射调节方法对损坏协流中的湍流提升射流扩散火焰进行数值模拟
DOI：
10.1016/j.proci.2018.05.043
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发表时间：
2019
影响因子：
3.4
通讯作者：
Andreas
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sanjeev Kumar;Santanu;Kronenburg;Andreas
采用随机多重映射条件(MMC)方法，在雷诺平均Navier-Stokes(RANS)框架下，模拟了从稀薄预混H2/空气混合物中喷入同向燃烧产物热流中的H2/N2湍流扩散火焰。底层湍流模型采用修正常数的两方程k-ɛ模型。在MMC方法中，通过引入适当的参考变量来模拟大尺度的湍流波动。这里使用单个参考变量通过映射函数来描述混合分数的演化。修正的Curl模型被用来模拟微观混合项。H_2/O_2燃烧采用了包含9个物种和21个可逆反应的详细的化学动力学机理。计算结果与已有的实验数据吻合较好。数值结果对小耗散时间尺度的变化很敏感，这当然控制了条件平均值附近的条件波动。此外，使用次要混合时间常数Cmin=0.25得到的预测火焰升起高度与整个同向流动温度范围内的实验观察值非常接近。
Lifted turbulent jet diffusion flames of H2/N2issued into a hot coflowing stream of combustion products from a lean premixed H2/air mixture are simulated using the stochastic multiple mapping conditioning (MMC) approach within the Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) framework. The underlying turbulent flow is modeled using the two-equationk–ɛ model with modified constants. In the MMC approach, large-scale turbulent fluctuations are emulated by introducing suitable reference variables. A single reference variable is used here to describe the evolution of mixture fraction via a mapping function. The modified Curl's model has been adapted to model the micro-mixing term. A detailed chemical kinetic mechanism involving 9 species and 21 reversible reactions is used for H2/O2combustion. The computed results from the present simulations are found to be in excellent agreement with the available experimental data. Numerical results are found to be sensitive to change in the minor dissipation timescale, which certainly controls the conditional fluctuations around the conditional mean. Also, the predicted flame lift-off heights obtained using the minor mixing time constantCmin= 0.25 are found to be in close proximity with the experimentally observed values for the entire range of coflow temperatures.
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