雷诺兹-平均纳维尔-斯托克斯流模型评估:对CH4/H2/N2-空气反应喷气的案例研究
Yaniel Garcia Lovella1,2,3, Idalberto Herrera Moya1, Jeevan Jayasuriya4
1Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas, Faculty of Mechanical and Industrial Engineering, Center for Energy and Environmental Technology Assessment, Santa Clara, 50100, Cuba.
选择正确的流模型对于准确的燃烧模拟至关重要. 修改后的k-ε模型推用于反应喷气,尽管其他模型在喷嘴附近的性能更好.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 计算科学 计算科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 计算流体动力学 (CFD) 对于设计燃烧器等燃烧装置至关重要.
- 存在许多流模型,对于不同的流量类型的有效性各不相同.
- 反应流喷气在燃烧工程中很常见.
研究的目的:
- 评估各种雷诺兹-平均纳维尔-斯托克斯 (RANS) 流模型,用于CH4/H2/N2-空气反应喷气.
- 为了将计算结果与关键流量变量的实验数据进行比较.
主要方法:
- 测试了八个两方程旋转粘度模型和三个五方程流模型.
- 将模拟结果与流场,混合物分数,温度和物种质量分数的实验测量进行比较.
主要成果:
- 流模型的选择显著影响了平均混合物分数和流-化学相互作用.
- 修改后的k-ε模型对于这种反应性流量配置通常是可靠的.
- 雷诺兹应力模型与应力基线k-ω (RSM-SBSL) 和标准k-ω模型显示出更好的近喷嘴协议,而不是修改的k-ε.
- 修改后的 k-ε 模型低估了强烈喷气扩散的地区的扩散率.
结论:
- 修改后的k-ε模型是模拟反应流喷射的合适选择,特别是在流动模式占主导地位时.
- 像RSM-SBSL和标准k-ω这样的特定模型可能在局部区域提供更高的精度.
- 准确的流建模对于预测燃烧装置性能至关重要.
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