Towards the Development of an Evolution Equation for Flame Turbulence Interaction in Premixed Turbulent Combustion
Towards the Development of an Evolution Equation for Flame Turbulence Interaction in Premixed Turbulent Combustion
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预混湍流燃烧中火焰湍流相互作用演化方程的发展
DOI：
10.1007/s10494-014-9557-1
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Ahmed U
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ahmed U
火焰湍流相互作用是标量耗散输运方程[35]中的前导阶项之一，是预混湍流燃烧中的一个重要现象。斯瓦米纳坦和格鲁[36]以及查克拉博蒂和斯瓦米纳坦[15，16]已经表明，应变率对输运的影响主要是由波动标量梯度和波动应变率之间的相互作用决定的，这代表了火焰湍流相互作用。为了准确地描述这一现象，提出了一种新的演化方程。该方程提供了对火焰湍流相互作用的详细了解，并提供了另一种方法来模拟由所代表的重要物理。详细推导了演化方程，并进行了数量级分析，确定了演化方程中的主导阶项。然后利用直接数值模拟方法研究了波纹火焰区预混湍流火焰的主导阶项。结果表明，其行为由源项(压力梯度和反应速率)、扩散/耗散过程、湍流应变率和膨胀率之间的竞争决定。给出了演化方程中先导阶项的闭包形式，并与DNS数据进行了比较。
Flame turbulence interaction is one of the leading order terms in the scalar dissipationtransport equation [35] and is thus an important phenomenon in premixed turbulent combustion. Swaminathan and Grout [36] and Chakraborty and Swaminathan [15, 16] have shown that the effect of strain rate on the transport ofis dominated by the interaction between the fluctuating scalar gradients and the fluctuating strain rate, denoted here by; this represents the flame turbulence interaction. In order to obtain an accurate representation of this phenomenon, a new evolution equation forhas been proposed. This equation gives a detailed insight into flame turbulence interaction and provides an alternative approach to model the important physics represented by. Theevolution equation is derived in detail and an order of magnitude analysis is carried out to determine the leading order terms in theevolution equation. The leading order terms are then studied using a Direct Numerical Simulation (DNS) of premixed turbulent flames in the corrugated flamelet regime. It is found that the behaviour ofis determined by the competition between the source terms (pressure gradient and the reaction rate), diffusion/dissipation processes, turbulent strain rate and the dilatation rate. Closures for the leading order terms inevolution equation have been proposed and compared with the DNS data.
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