复杂多相湍流燃烧的高精度数值模拟.pdf

第一届全国青年燃烧学术会议 复杂多相湍流燃烧的高精 度数值模拟 樊建人、罗坤、金台、岑可法 报告人：罗 坤 浙江大学 能源清洁利用国家重点实验室 2015年9月19日 汇报内容 一．研究背景与基础 二．国际研究前沿与进展 三．总结与展望 研究背景 —复杂多相反应流动研究的科学问题 多尺度相间耦合 连续相湍流涡团的多尺度、离散相颗粒的多尺度、 湍流的多尺度 燃烧火焰的多尺度 两相间多尺度耦合的 作用和机理？ 多物理过程耦合 湍流流动、传热传质、燃烧反应的耦合 两相内/相间多物理过程的耦合作用和机理？ 单一尺度的研究手段和方法不适用 传统实验测量和基于平均方法的模拟得到的信息有 限 高精度数值模拟方法和现代光学测量技术 煤粉燃烧器：多场耦合 研究背景 —复杂多相反应流动的数值模拟研究 不引入湍流和燃 数值模拟方法 烧模型，能够正 确获得两相湍流 和燃烧中多尺度 [Science, 2006, 结构的脉动信息。 311 : 835-838 ] PIV实验照片 脉动是流动系统的本质 雷诺平均模拟(RANS) 大涡模拟(LES) 直接数值模拟(DNS) Zm=0.1 改进提高 工程应用 机理研究 主要学术思想 高精度数值模拟的理论和方法 方法 新现象 揭示两相湍流和燃烧的机理 新模型 提出两相湍流和燃烧的模型 大规模并行计算 解决能源环境工程实际问题 研究进展一: 复杂多相反应流动DNS方法的研究 存在的问题 Low-Mach近似，简单化学反应，简单几何形状 研究成果 (I) ：  提出了三维两相全可压缩湍流燃 烧的直接数值模拟理论和