基于LES液雾两相燃烧数值模拟的关键技术研究

发布时间：2017-11-22 22:15

  本文关键词：基于LES液雾两相燃烧数值模拟的关键技术研究

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【摘要】：液体燃料在目前能源供应方面占据很大一部分比例,许多现代燃烧装置基本都使用液体燃料,比如汽车,液体燃料火箭等。湍流模拟方法有多种,其中雷诺时均方法使用比较普遍,但求解精度有很大的不足,作为一种先进的模拟方法,大涡模拟(LES)近年来在国内关于内燃机缸内流动方面已有初步探索,在高性能计算机工作站条件下,可以求解复杂湍流动,能够得到详细的流场信息。本文采用大涡方法对N-S方程过滤封闭处理,采用PIMPLE算法计算湍流动方程,并结合燃烧模型,湍流模型,大涡模型,雾化模型等开发设计基于开源计算平台Open FOAM的燃油雾化燃烧求解系统。本文主要完成了以下工作:1)针对流体力学中燃烧室复杂湍流场问题,分析现有商业软件优缺点,提出在开源流体力学计算平台Open FOAM下开展数值求解工作,结合燃烧模型建立数学方程,开发设计一种新的基于大涡模拟方法的求解器my Les Foam。2)针对瞬态问题求解思路,对比分析SIMPLE算法和PISO算法的利弊,采用PIMPLE算法,在有限时间步长内使用较少的时间步获得了较好的收敛。3)在Open FOAM平台下构造算例,分别用my Les Foam与RANS(雷诺时均)求解器进行了算例求解,求解结果表明大涡求解器能更好的完成液雾燃烧实验模拟。4)结合以往研究者的经验,进行了Open FOAM平台下开展并行计算的可行性分析,并在工作站上实施了8核分布处理,通过网格分块操作划分计算区域,每个核启动进程计算处理,取得了较为满意的结果。5)最后,总结了新求解器性能,得出基于Open FOAM平台研究燃烧流动数值模拟具有可扩展性能良好、能解决特定问题以及并行计算效率高等特点。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK16

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 姚征,陈康民;CFD通用软件综述[J];上海理工大学学报;2002年02期

2 刘奕,郭印诚,张会强,王希麟,林文漪;大涡模拟及其在湍流燃烧中的应用[J];力学进展;2001年02期

3 王瑞杰;论流体力学在液压工程中的应用[J];南昌水专学报;1994年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王建勋;流体动力式超声波燃油燃烧器的雾化特性研究[D];北京工业大学;2010年

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本文编号：1216237