Distribuição de H2O na chama turbulenta do corpo do blefe de Sydney em diferentes seções axiais. Crédito:© Science China Press
Em combustão turbulenta, a interação entre uma forte fonte de reação não linear e turbulência leva a um amplo espectro de escalas espacial e temporal. Do ponto de vista da modelagem, é especialmente desafiador prever estatísticas de campo de maneira satisfatória. Embora existam diferentes modelos de combustão turbulenta, por exemplo. o modelo semelhante a um flamelet, modelo semelhante à função de densidade de probabilidade, modelo de fechamento de momento condicional e modelo de conceito de dissipação de turbulência, as bases do fechamento do modelo não foram razoavelmente justificadas.
Recentemente, uma nova ideia de modelagem para chama de difusão turbulenta foi proposta pelo grupo de Lipo Wang da Universidade Jiao Tong de Xangai e Jian Zhang do Instituto de Mecânica, CAS. O artigo intitulado "modelagem de combustão turbulenta não pré-misturada com base na equação de flamelet turbulenta filtrada" foi publicado em Science China Physics, Mecânica e Astronomia .
No âmbito da simulação de grande turbilhão (LES), uma nova equação de flamelet filtrada foi derivada pela primeira vez, com base no qual um modelo de flamelet filtrado poderia ser construído diretamente a partir das quantidades filtradas. Por exemplo, a taxa de dissipação escalar da variável de progresso filtrada, em vez do não filtrado, está envolvido na construção do modelo. Portanto, a incerteza do modelo pode ser amplamente reduzida. As Figuras 1 e 2 mostram a comparação entre os resultados da simulação da chama turbulenta de jato turbulento de Sydney bluff-body usando diferentes modelos, incluindo o modelo de flamelet filtrado recentemente proposto com mecanismo simplificado (linhas vermelhas sólidas), a abordagem da variável flamelet / progresso com mecanismo detalhado (linhas rosa pontilhadas); a abordagem da variável flamelet / progresso com mecanismo simplificado (linhas azuis pontilhadas), o modelo laminar de flamelet com mecanismo detalhado (linhas verdes pontilhadas) e os resultados do experimento (marcas triangulares sólidas). Geral, os resultados do novo modelo concordam satisfatoriamente com os dados experimentais.
Resumindo, o desempenho promissor do atual modelo de flamelet filtrado pode ser atribuído à nova inspiração de construção do modelo com base na equação do flamelet filtrado. Melhorias adicionais e vários testes de caso serão implementados em trabalhos futuros.
Distribuição do CO2 na chama turbulenta do corpo do blefe de Sydney em diferentes seções axiais. Crédito:© Science China Press