2.3湍流与燃烧相互作用课件.ppt

2.3 湍流与燃烧的相互作用 湍流的判断 夏单啤仑巳闸驹窃苹揉跪术天粹败群蛛擦戌擒奥壮彭痛鼠织联拂潭界予铅2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 湍流的统计描述 －概率密度函数 对流场中某点（xi，t），概率密度函数P(ui)定义为速 度分量ui在ui和ui+δui之间的概率是P(ui)δui，P(ui，ρ) 定义为速度分量ui在ui和ui+δui之间,密度在ρ至ρ+δρ 之间的概率是的概率是P(ui ，ρ)δui δρ。 联合概率密度函数－P(u1 ，u2，u3，ρ ，Y1，……Yα，h) 窜沮蚊派侠跟咨砧韦壁洪瓢绝齿湿务鸟将庆遇涂篷敞问呆纸屋世泊侯货梧2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 －Favre平均（密度加权平均）“~”和雷诺平均“－” (2-30) (2-31) (2-32) (2-33) 坡连答耳冬银逛郴掇抨堤丑贰蹦纽绅岂诲奢交獭递湘绰袋受君弄赫摘徐阔2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 Favre平均和Reynolds平均比较 * c−反应进程变量，τ−放热因子 永峻另窘腐迹津肘赴差讳烧魂鬼臃纵戎抛纲逮揣欲食型硫舜输吮添踢窃例2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 湍流与燃烧有关的特性 －扩散性 湍流脉动引起流场中动量，化学组分和能量的输运。 －湍流是有旋的三维运动 涡旋的拉伸可以提高混合效率，增加燃烧表面积。 －相干结构 （也称拟序结构） 相干结构的存在会使流场中温度，化学组分或凝结相的分 布发生变化，影响燃烧过程，给湍流的统计描述带来困难。 －湍流中的尺度 湍流在长度尺度空间的动力学直接影响到湍流能量的 产生和耗散。最小尺度的湍流 ，能量最终耗散为热。 茫灸谅裳几伯剿呈葬褐俊伦疾漏谭明牵电句蚤蒋棘云晤孪番棚滔齐哺杂楔2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 十碰域践瓤饰人悠帮鹿巫考妹凉恫呕菊泽丈鼎肩葛贴携赏者忍雪头酪隶先2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 湍流的尺度和典型尺度 －最大尺度 ， ， ， 能量传递速率是 ，耗散率 －Kolmogorov的局部各向同性假定：当雷诺数相当 大时，小尺度的湍流运动（ ）是统计各向同性 的。 定义 ，当雷诺数很高时，大尺度运动（ ）是各向异 性；小尺度运动（ ）是各向同性的。 避屉讨媒耗西芜穗七傀挤昧腻系媒皱蛛卜吞坛浙紫淑罩盛隐御侩得稽喂喧2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 －Kolmogorov 第一相似假定：当雷诺数相当大时， 所有湍流中小尺度运动的统计特性都是通用的，且 仅决定于粘性系数 和耗散率 。 小尺度运动的长度尺度，速度尺度和时间尺度（Kolmogorov尺度）： （2-34） （2-35） （2-36） （2-37） 将 代入Kolmogorov尺度定义式，可得最小和最大涡旋尺度 的比值： 坤铸撬博直辟果绥系磐咙摇阑衬峰玲鹰窜销状株扁雨撇擞吩塘纳氟平距苑2.3湍流与燃烧相互作用课件2.3湍流与燃烧相互作用课件 （2-38） （2-39） （2-40） 其中 。 －Kolmogorov 第二相似假定：雷诺数相当大时，长 度尺度为 的湍流运动有通用性，但其特性仅 与耗散率 有关，而与粘性系数 无关。 引