Modelowanie turbulentnego dyfuzyjnego spalania przy pomocy metody LES

• Autorzy: Tyliszczak A. , Drobniak S. , Bogusławski A.
• Konferencja: Problemy Badawcze Energetyki Cieplnej (6; Konferencja, 2003; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie przedstawiono stosowane obecnie modele spalania dyfuzyjnego oparte na koncepcji stopnia zmieszania, model typu flamelet oraz model CMC. Stosowanie modeli spalania dla przepływów turbulentnych możliwe jest ze względu na separację skal turbulencji i spalania. Koncepcja rozdzielenia skal jest podstawą sformułowania modelu "Iaminar flamelet". W referacie zwrócono również uwagę na ograniczenia jakie niosą ze sobą próby modelowania procesów spalania wspólnie z klasycznym modelowaniem turbulencji. Wykazano, że ze względu na konieczność poprawnego rozwiązania niestacjonarnych struktur wirowych, które biorą udział w formowaniu się frontu spalania, jedyną alternatywą dla klasycznych modeli turbulencji jest stosowanie metody symulacji wielkich wirów, LES Large Eddy Simulation.

EN

The paper presents the currently used models for simulation of non-premixed turbulent combustion process. The models based on the concept of mixture fraction, as the laminar flamelet and Conditional Model Closure (CMC) will be presented. The process of combustion modelling can be used together with simulation of turbulent flows thanks to the scale separation responsible for both the processes considered. The concept of seale separation was directly used in formulation of laminar flamelet model. Limitations of turbulent process modelling together with classical turbulence models based on RANS approach will be presented. It will be shown that the method of Large Eddy Simulation must be used in order to account for the process of unsteady vortices formation which is mainly responsible for the process of formation of combustion front.

Słowa kluczowe

PL

spalanie dyfuzyjne; turbulencja

EN

combustion; turbulence

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 202
• Strony: 307--319
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr., schem.

Twórcy

autor

Tyliszczak A.

• Instytut Maszyn Cieplnych, Politechnika Częstochowska

autor

Drobniak S.

• Instytut Maszyn Cieplnych, Politechnika Częstochowska

autor

Bogusławski A.

• Instytut Maszyn Cieplnych, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• 1. Barlow R., Frank J., Piloted CH4/Air Flames C, D, E and F-Release 2.0, www.ca.sandia.gov, 2003
• 2. Bilger R.W., Conditional Moment Closure for Turbulent Reacting Flows, Phys. Fluids, A5, pp. 436-444, 1993
• 3. Domaradzki J.A., Saiki E.M., A subgrid-scale model based on the estimation of unresolved scales of turbulence, Phys. Fluids, 9 (7), 1997
• 4. Eisner J.W., Turbulencja przepływów, PWN, 1987
• 5. Frisch U., Turbulence, Cambridge University Press, 1996
• 6. Germano M., Piomelli U., Moin P., Cabot W.H., A Dynamic subgrid-scale eddy viscosity model, Phys. Fluids A, 3 (7), 1991
• 7. Jones W.P., prywatna komunikacja, 2002
• 8. Klimenko A.Y., Bilger R.W., Conditional Moment Closure for Turbulent Combustion, Progress in Energy and Combustion Science, vol. 25, pp. 595-687, 1999
• 9. Klimenko A.Y., Note on Conditional Moment Closure in Turbulent Shear Flows, Phys. Fluids, vol. 7, pp. 446-448, 1995
• 10. Magnussen B.F., Mjertager B.H., On the Mathematical Modelling of Turbulent Combustion, 16th International Symp. On Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, 1976
• 11. Peters N., Turbulent Combustion, Cambridge University Press, 2002
• 12. Peters N., Laminar Diffusion Flamelet Models in on-premixed Turbulent Combustion, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 10, pp. 319-339, 1984
• 13. Peters N., Trouillet P., On the Role of Quasi-one-dimensional Dissipation Layers in Turbulent Scalar Mixing, Center for Turbulence Research, Annual Research Briefs, 2002
• 14. Poinsot T., Veynante D., Theoretical and Numerical Combustion, Edwards, 2001
• 15. Pope S.B., PDF Methods for Turbulent Reactive Flows, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 11, pp. 119-192, 1985
• 16. Pope S.B., Turbulent Flows, Cambridge University Press, 2000
• 17. Riley J., Turbulent Combustion Modelling, Transition, Turbulence and Combustion Modelling, edited by A. Hanifi, P.H. Alfredson, A.V. Johansson, D.S. Henningson, EROFTAC Series, Kluwer Academic Publisher, 1999
• 18. Sagaut P., Large Eddy Simulation for Incompressible Flows, Springer, 2001
• 19. Smagorinsky J., General Circultion Experiments with the Primitive Equations, Month. Weath. Rev., 91(3), 1963
• 20. Spalding D.B., Development of Eddy-Break-Up Model of Turbulent Combustion, 16th International Symp. On Combustion, 1976
• 21. Veynante D., Vervisch L., Turbulent Combustion Modelling, Prog. Energy Combust. Sci., vol. 28, pp. 193-266, 2002
• 22. Wilcox D., Turbulence Modelling for CFD, DW lndustries Inc., La Canada, California, 1993