Study of Non-equilibrium Process and Turbulence Generation in the Diffusive Combustion

扩散燃烧非平衡过程及湍流产生的研究

基本信息

  • 批准号:
    06650246
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 1995
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This study aims at the clarification of the non-equilibrium process and turbulence generation in the diffusive combustion. The contents of the present study are summarized as follows :1. Numerical simulation were performed to predict fluid motions induced by interactions between density and pressure gradients due to the presence of a vortex string situated in a deviated position from the jet flame axis. Deformation and stretching of the flame front take place once the vorticity production becomes stronger than the dissipation due to viscosity. When either the pressure gradient or the density gradient is high, the vorticity production proceeds at a high rate, which promotes the deformation of flame front and accelerates the heat release.2. The flow instability of a jet diffusion flame was investigated based on a linearized stability theory. The equation of disturbance was solved numerically for a two-dimensional parallel flow with density variation. Results show that the existence of a hot layr at the jet boundary makes the flow more stable, raising the critical wave number and critical Reynolds number at which turbulence neither grows nor declines. The increase of the critical wave number is due mainly to the interaction between the flow and density gradient, and the local change of the viscous dissipation raises the critical Reynolds number thereby leading to a wider stability limit.3. Particle image velocimetry (PIV) for measuring velocity vectors was applied to the flow in a methane jet flame and a cold methane jet. Characteristics of turbulent eddies were clarified from the distribution of fluctuating velocity and vorticity. Results show that eddies generated inside flame front entrain the combustion products into the fuel stream, at the same time the dissipation of turbulence eddies takes place by the laminarization due to local heat-release.
本研究旨在阐明扩散燃烧中的非平衡过程和湍流的产生。本文的研究内容概括如下:1.采用数值模拟的方法,对密度和压力梯度之间的相互作用引起的流体运动进行了数值模拟。当涡度产生比粘性耗散更强时,火焰锋面发生形变和拉伸。当压力梯度或密度梯度较大时,涡量的产生速度较快,促进了火焰锋面的变形,加速了热的释放。基于线性化稳定性理论,研究了射流扩散火焰的流动不稳定性。对具有密度变化的二维平行流动的扰动方程进行了数值求解。结果表明,射流边界处热层的存在使流动更加稳定,提高了湍流既不增长也不衰减的临界波数和临界雷诺数。临界波数的增加主要是由于流动与密度梯度的相互作用,而粘性耗散的局部变化提高了临界雷诺数,从而导致更宽的稳定极限。应用粒子图像测速仪(PIV)测量了甲烷喷流火焰和冷甲烷喷流中的速度矢量。通过脉动速度和涡量的分布,阐明了湍流的特征。结果表明,火焰锋面内部产生的涡流将燃烧产物卷吸到燃料流中,而湍流涡流的消散是通过局部放热的分层作用实现的。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
池上詢: "密度変化のある二次元噴流の安定解析" 日本機械学会論文集(B編). 62-594. 783-786 (1996)
Tsuyoshi Ikegami:“不同密度的二维射流的稳定性分析”日本机械工程师学会会刊(B 版)783-786(1996 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Ikegami: "Analysis of Stability of a Two-Dimensional Jet with Density Variation" Trans.JSME 62-594. B. 783-786 (1996)
M.Ikegami:“密度变化的二维射流稳定性分析”Trans.JSME 62-594。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Shioji: "Effect of Heat Release on Flow and Mixing in a Jet Flame" Proc.JSME Meeting (to be published). (1996)
M.Shioji:“热释放对射流火焰中流动和混合的影响”Proc.JSME 会议(待出版)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
川那辺 洋: "密度変化のある流れの安定解析" 日本機械学会講演論文集. 95-1. 119-120 (1995)
Hiroshi Kawanabe:“不同密度流动的稳定性分析”日本机械工程师学会会议记录 95-1(1995)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
塩路昌宏: "噴流火炎内の発熱が流動と混合に及ぼす作用" 日本機械学会講演論文集. (発表予定). (1996)
Masahiro Shioji:“喷射火焰中产生的热量对流动和混合的影响”,日本机械工程师学会会议记录(待发表)(1996 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

SHIOJI Masahiro其他文献

SHIOJI Masahiro的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('SHIOJI Masahiro', 18)}}的其他基金

The effects of volume expansion and laminarization on turbulent mixing in a diffusion flame
扩散火焰中体积膨胀和层流对湍流混合的影响
  • 批准号:
    08650256
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
CFD Simulation of Turbulent Combustion for Description of Non-Uniform Process by a Stochastic Approach
用随机方法描述非均匀过程的湍流燃烧 CFD 模拟
  • 批准号:
    04650187
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Study on the Unsteady Turbulent Combustion Process Using Statistical Methods
非定常湍流燃烧过程的统计方法研究
  • 批准号:
    02650156
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似海外基金

Research and development of an active unsteady flow and turbulence generation system for wind tunnels
风洞主动非定常流及湍流发生系统的研发
  • 批准号:
    555545-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Research and development of an active unsteady flow and turbulence generation system for wind tunnels
风洞主动非定常流及湍流发生系统的研发
  • 批准号:
    555545-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
Modeling of turbulence generation at the interface of hybrid turbulence simulation
混合湍流模拟界面湍流产生的建模
  • 批准号:
    17K06143
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Turbulence Generation in Common Near-Calm Conditions
常见的近平静条件下湍流的产生
  • 批准号:
    1115011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Studies of the Small-Scale Atmospheric Structure Associated with Turbulence Generation Using the SOUSY Radar and an Autonomous, Unmanned Mini-Glider
EAGER:使用 SUSY 雷达和自主无人驾驶小型滑翔机研究与湍流产生相关的小规模大气结构
  • 批准号:
    0933997
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Study on the Mechanism of Reduction of Turbulence Generation in Viscoelastic Fluid
减少粘弹性流体湍流产生机理的研究
  • 批准号:
    16560136
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Modeling of Turbulence Generation and Smale-Scale Structure with Applications to Radar Backscatter
湍流生成和小尺度结构建模及其在雷达后向散射中的应用
  • 批准号:
    9618004
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.34万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了