CFD/DSMC耦合法在微尺度气体流动与燃烧中的应用

发布时间：2021-01-23 17:57

　　减少燃烧过程中的污染物排放、提高燃烧效率是当前燃烧领域研究的两大课题。在众多新型先进的燃烧技术中,多孔介质燃烧技术在近二十年的学术和工程领域引起了广泛的关注,成为可望解决上述两大问题的一个有效途径。国内外迄今为止对过滤燃烧的研究,尽管已经取得了长足的进展和可喜的成果,仍存在诸多问题和空白领域,特别对于基础性的科学问题,有待深入研究和探明。其研究方法,由宏观到微观可归纳为计算流体动力学（CFD）方法、直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法以及分子动力学（MD）方法等。已有研究资料表明,采用单一方法很难在计算资源有限的情况下,兼顾相对宏观的流场与局部的微观效应,因此本文就微尺度条件下的气体流动与燃烧等特性,在CFD方法和DSMC方法耦合的基础上进行数值研究,以期增强对多孔介质局部范围内流动、燃烧等现象的了解,对诸如医药、化工、生物、航空航天等其他领域的微机电系统（MEMS）器件的设计与研发亦有所启发。首先,本文应用CFD/DSMC耦合迭代的算法,结合平滑与粗糙两种壁面边界条件,对宽501μm,假定无限长的微型管道内的气体流动与传热进行模拟研究,发现：在本文所设定算例中,与采用单纯的CFD方法相比... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 微尺度流动和传热的研究现状
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 数值模拟研究
        1.2.3 数学解析研究
    1.3 基于CFD/DSMC耦合法的研究概况
    1.4 本文工作
2 基础理论概述
    2.1 CFD方法基础理论
        2.1.1 化学反应动力学
        2.1.2 辐射模型
    2.2 DSMC方法基础理论
        2.2.1 分子间的相互作用
        2.2.2 分子与壁面的相互作用
        2.2.3 分子化学反应
    2.3 本章小结
3 微通道中气体流动与传热的CFD-DSMC耦合计算
    3.1 物理模型
    3.2 数值计算方法
    3.3 计算结果与分析
    3.4 模型的优化
    3.5 本章小结
4 氢氧预混燃烧的耦合模拟
    4.1 物理模型
    4.2 燃烧机理
    4.3 数值计算方法
    4.4 计算结果与分析
    4.5 延长模拟时间的影响
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2995661