预混湍流燃烧大涡模拟
燃烧是人类最古老的技术;它已被用于一百多万年。目前,我们全球约90%的能源支持都是由燃烧提供的,成为了人类及其重要且非常依赖的一部分;燃烧能造福人类,同时燃烧在某种场合会产生污染。
工程实际中大量存在,无论是气体、固体还是液体,燃烧过程中,燃烧产物中或多或少会产生比如一氧化碳、氮氧化物等污染物。湍流燃烧现象常出现在多个领域,比如航空航天、能源等,燃烧的加入使得湍流的流场更为复杂。
预混燃烧可以降低一氧化碳和氮氧化物等污染物的排放,与传统的燃烧相比,预混燃烧有更为好的前景。本文以某航空发动机燃烧室建立三维模型,主要研究燃烧室内预混燃烧的燃烧效率以及污染物排放问题。
模拟软件采用开源软件OpenFOAM软件,采用大涡模拟（LES）的数值方法,用控制变量法,首先在湍流强度以及入口速度等条件不变的情况下,通过分析三种不同的当量比,得出燃烧室内的温度场、压力场、以及污染物排放量的变化规律。其次,通过改变燃烧室的总长,分析燃烧室的尺寸对于污染物排放的影响。
最后对燃烧室中心用EMD分解的方法进行分析,得到了流向速度和垂向速度的各阶模态的情况,并进行比较。得到了以下结论:（1） ...