湍流液雾两相流燃烧大涡模拟的研究

燃烧室流场中包含了很多大的涡旋结构，用大涡模拟方法研究湍流燃烧问题是发展趋势。本项目对小尺度湍流混合、部分预混层流火焰面理论、精确的液雾动力学模型和大涡模拟的数值方法进行研究，在此基础上研制一个大涡模拟的计算程序。同时对燃烧场的瞬时量或高阶统计矩进行测量。用数值模拟和实验相结合的方法对燃烧室的燃烧特性、污染物排放和不稳定的燃烧过程进行研究。

发展了一个可以研究湍流液雾两相流燃烧的大涡模拟程序。并用气体燃料射流和液雾射流燃烧，湍流预混本生灯火焰作为算例验证了该程序。在此基础上，研究了湍流燃烧双参数火焰面模型的优点及存在的问题；研究了与火焰驻定密切相关的炽热燃气流中，气体和液体燃料射流的自点火过程及熄火特性；研究了障体驻定火焰的气流结构、火焰特性及熄火行为；有旋流中进动涡结构特性和对火焰结构的影响，进口气流扰动对射流湍流场的影响。为了验证大涡模拟的结果，用PIV和热线风速仪等对湍流场进行测量，并同时对大涡模拟结果与瞬态流场测量数据进行了各种条件平均和适定正交分解，并进行比较，从而对湍流和燃烧过程进行较深入的分析。已发表论文29篇（其中SCI与EI收录8篇，EI收录11篇），另有11篇已被各种杂志录用，将于2014年发表。