Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Development of a flame-wrinkling LES combustion model.

Development of a flame-wrinkling LES combustion model. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Fureby Christer
Ort: Stockholm
Sidor: 28
Utgivningsår: 2000
Publiceringsdatum: 2000-03-22
Rapportnummer: (FOA-R--99-01024-310)
Nyckelord Turbulent förbränning, storvirvelsimulering, modell för flamveckling, turbulent combustion, Large Eddy Simulation, flame-wrinkling model
Sammanfattning Den matematiska och fysikaliska grunden för en familj av storvirvelsimuleringsmodeller (LES) för förbränning beskrivs. Dessa modeller är avsedda för förblandad eller delvis förblandad turbulent förbränning i flamelet-området, och använder sig av en flambeskrivning i termer av en veckad yta som separerar brända och obrända komponenter i fluiden. Konditionell medelvärdesbildning, som är den konventionella metoden för att härleda ekvationen för flerfasströmning, har här vidareutvecklats till att omfatta LES genom att introducera koncepten konditionell filtrering och ytfiltrering. Dessa används sedan för att härleda konditionellt filtrerade versioner av Navier-Stokes ekvationer, vilka är lämpliga för att modellera flerfasströmning. LES introducerar en cut-off längdskal som vanligen bestäms utifrån nätstorleken. I fall där ytterligare fysik är inblandad, exempelvis förbränning, är det sannolikt att detta tillvägagångssätt är olämpligt. Detta kan undvikas genom att införa en implicit sekundär filtreringsprocess som beskriver effekten av subgridturbulensen på den upplösta ytan. Transportekvationer för den upplösta reaktionskoordinaten och de oupplösta flamyteegenskaperna härleds. Ekvationerna sluts genom att införa fysikaliska modeller för lämpliga termer, vilket leder till en familj av förbränningsmodeller av varierande komplexitet. För att demonstrera modellen har simuleringar utförts för ett antal fall, däribland förblandad turbulen förbränning och detonation.
Abstract The mathematical and physical basis for a family of Large Eddy Simulation (LES) combustion models is described. These models are intended for premixed and partially premixed turbulent combustion in the flamelet regime, and use a description of the flame in terms of a wrinkled surface separating burnt and unburnt components of the fluid. Conditional averaging is the conventional method for deriving equations for multicomponent flow. In this paper this approach is extended to cover LES, by introducing the concepts of conditional filtering and surface filtering operations. These are then used to derive conditionally filtered versions of the Navier stokes equations which are appropriate for modelling multicomponent flow. LES introduces a cut-off length scale conventionally determined from the grid size. In cases where additional physics is involved, such as combustion, this is unlikely to be appropriate. This can be circumvented by introducing an implicit second filtering process which describes the effect of the subgrid turbulence on the resolved interface. Transport equations for the resolved reaction coordinate and the unresolved flame surface properties are derived. Closure of the equations is achieved by introducing physical models for appropriate terms, thereby leading to a family of combustion models of varying complexity. To demonstrate this model, simulations are carried out for a few cases including premixed turbulent combustion and detonation.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182