乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用

湍流相干微观结构与预混火焰的相互作用

基本信息

批准号：
11750158
负责人：
店橋護
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた水素・空気乱流予混合火炎およびメタン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,乱流のコヒーレント微細構造と予混合火炎の相互作用を明らかにし,乱流予混合火炎の微細構造を明らかにすることを目的としている.本年度は,乱流強度及び乱流特性長さが異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算を行い,それらの結果から乱流予混合火炎の微細構造に与える乱流強度と乱流特性長さの影響を明らかにすると共に,詳細化学反応機構を考慮に入れた直接数値計算をメタン・空気乱流予混合火炎及びプロパン・空気乱流予混合火炎に拡張し,それらの結果から乱流予混合火炎の局所構造に対する燃料種の影響と炭化水素を燃料とした乱流予混合火炎における局所的な窒素酸化物の生成速度と火炎構造の関係を検討した.乱流強度と乱流特性長さの異なる水素・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,乱流燃焼タイアグラムにおけるdistributed reaction zoneとwell stirred reaction zoneの火炎形態を明らかにした.また,メタン・空気及びプロパン・空気乱流予混合火炎の直接数値計算結果から,局所的な窒素酸化物の生成速度は乱流と火炎の相互作用により局所的に変動する熱発生率と密接に関連しており,局所熱発生率が高く火炎面に対して接線方向に伸張を受けた火炎要素ほど窒素酸化物の生成速度は大きくなることを明らかにした.さらに,水素,メタン,プロパン等と燃料種が異なっている場合においても,火炎面の曲率や火炎面に作用する接線方向歪み速度と局所熱発生率の関係は大きく変化せず,燃焼過程で生成される水素原子と酸素原子の空間分布が局所火炎構造を決定することを明らかにした.

这项研究旨在直接计算出详细的化学反应机制，并阐明湍流和预混合火焰的相干微观结构之间的相互作用，并阐明湍流预制火焰的微结构。今年，我们对具有不同的湍流强度和湍流特征长度的氢和空气湍流预火焰进行了直接的数值计算，从这些结果中，我们阐明了湍流强度和湍流特征长度对湍流预定火焰的微观结构的影响。此外，考虑到详细的化学反应机制的直接数值计算扩展到甲烷 - 空气湍流预燃料和丙烷 - 空气湍流预燃料，从这些结果中，燃料物种对使用HydroCarbons制造的湍流前体中的局部氮氧化物形成率和火焰结构之间的氮氧化物形成率和火焰结构之间的湍流结构的影响。从具有不同的湍流强度和湍流特性长度的氢气湍流预定火焰的直接数值计算结果，分布在湍流燃烧时法图中。还揭示了反应区和良好的反应区的火焰形态。甲烷空气，丙烷空气湍流火焰的直接数值结果表明，局部氮氧化物的形成速率与热产生速率密切相关，由于湍流和火焰的相互作用，由于湍流和火焰的相互作用而在局部变化，并且氮氧化物的产生速率随着火焰元素的高热量生成速度而增加，并且与弹性的分别进行了弹性，并增加了弹性。此外，即使燃料类型与氢，甲烷，丙烷等不同，火焰表面的曲率与作用在火焰表面上的切向应变速率与局部热产生速率之间的关系也没有显着变化，并且在燃烧过程中产生的氢和氧原子的空间分布确定了局部火焰结构。