4、燃烧火焰动力学与液滴流动模拟研究

燃烧火焰动力学与液滴流动模拟研究

1. 燃烧火焰动力学研究

在燃烧火焰动力学的研究中，我们聚焦于通过速率控制约束平衡（RCCE）方法来简化火焰动力学。考虑一个自由传播、一维、恒压的预混层流火焰，且扩散率相等、路易斯数为 1。在这些条件下，控制方程具有如下形式：
- 连续性方程：$\frac{\partial\rho u}{\partial x} = 0$
- 组分方程：$\rho u\frac{\partial Y_i}{\partial x} = \frac{\partial}{\partial x}(\rho D\frac{\partial Y_i}{\partial x}) + w_i$
- 能量方程：$\rho u\frac{\partial h}{\partial y} = \frac{\partial}{\partial y}(\frac{\lambda}{C_p}\frac{\partial h}{\partial y})$

其中，$Y_i$ 是受限物种的质量分数，同时还需满足 RCCE 的代数方程。

我们将 RCCE 应用于简化甲烷（$CH_4$）燃烧的综合反应机理，该机理由 Lindstedt 及其同事提出，包含 63 种物种和 415 个反应。分别计算氢气 - 空气火焰（仅使用机理中的氢气部分，包含 10 种物种）和甲烷 - 空气火焰（使用整个机理）。

火焰类型	物种数量	CPU 时间变化	受限物种