Метод ASMTurbС автономного статистического моделирования диффузионного турбулентного горения и некоторые результаты его тестирования
- Авторы: Нужнов Ю.В.1
-
Учреждения:
- Казахский национальный университет имени аль-Фараби
- Выпуск: Том 14, № 2 (2015)
- Страницы: 137-150
- Раздел: МАШИНОСТРОЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИКА
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/2664
- DOI: https://doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-2-137-150
- ID: 2664
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Формулируется принцип построения математических моделей для процессов диффузионного турбулентного горения и предлагается метод автономного статистического моделирования гидродинамических характеристик таких процессов (метод ASMTurbС). Отличительной особенностью метода является учёт эффектов перемежаемости динамических и скалярных полей турбулентного течения в сочетании с известным методом «восстановленной концентрации горючего». Принципиальным отличием метода ASMTurbС является возможность строить математические модели для расчёта статистических характеристик (одноточечных обычных и центральных моментов) динамических и скалярных полей течения только турбулентной жидкости турбулентного течения. Построенные по методу ASMTurbC модели позволяют находить условные статистические характеристики неоднородного поля концентрации восстановленной концентрации горючего как пассивной примеси и, как следствие, концентрации основных химических реагентов горючего и окислителя. Тестирование метода осуществляется на примере построения математической модели турбулентного факела горения затопленной осесимметричной струи горючего (пропана). Результаты тестирования представляются в виде расчётов условных и полных статистических характеристик динамических и скалярных полей факела. Показано, что выполненные расчёты достаточно хорошо соответствуют известным экспериментальным данным и не требуют значительных затрат времени.
Об авторах
Ю. В. Нужнов
Казахский национальный университет имени аль-Фараби
Автор, ответственный за переписку.
Email: nuzhnov@mail.ru
Доктор физико-математических наук
Профессор кафедры механики
РоссияСписок литературы
- Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Турбулентность и горение. М.: Наука, 1986. 288 с.
- Pope S.B. Turbulent Flows. Cambridge University Press, 2000. 771 p.
- Нужнов Ю.В. Условное усреднение уравнений Навье-Стокса и новый подход к моделированию перемежающихся турбулентных течений // Механика Жидкости и Газа. 1997. № 4. С. 24-31.
- Nuzhnov Yu.V. Statistical theory and modeling of energy-containing structure of intermittent turbulent flows // KazNU Bulletin. Mathematics, Mechanics and Computer Science series. 2010. V. 66, no. 3. P. 38-44.
- Нужнов Ю.В. Метод автономного статистического моделирования турбулентных течений (ASMTurb): ИС 0010816 РК; опубл. 21.10.2013; бюл. № 1392.
- Nuzhnov Yu.V. Method of the «autonomous» modeling of turbulent flows under intermittency conditions. Part 1. Problem formulation // KazNU Bulletin. Mathematics, Mechanics and Computer Science Series. 2009. V. 60, no. 1. P. 87-98.
- Нужнов Ю.В. К теории турбулентного тепло- и массопереноса с учетом эффектов перемежаемости // Инженерно-Физический Журнал. 2011. Т. 84, № 1. C. 150-159.
- Нужнов Ю.В. Моделирование турбулентного горения на основе условных PDF консервативного скаляра // Вестник КазНУ. Серия: математика, механика, информатика. 2005. Т. 46, № 3. С.119-130.
- Burke S.P., Schumann T.E.W. Diffusion flames // Industrial & Engineering Chemistry. 1928. V. 20, no. 10. P. 988-1006.
- Becker H., Hottel H., Williams G. The nozzle-fluid concentration field of the round turbulent free jet // Journal of Fluid Mechanics. 1967. V. 30, no. 2. P. 285-303. doi.org/10.1017/s0022112067001430
- Birch A.D., Brown D.R, Dodson M.G., Tomson G.R. The turbulent concentration field of a methane jet // Journal of Fluid Mechanics. 1978. V. 88, no. 3. P. 431-450. doi.org/10.1017/s0022112078002190
- Ebrahimi I., Gunter R., Haberda F. Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen der Konzentrazion in isothermen Luft-Freistrahlen // Forschung im Ingenieurwesen. 1977. V. 43, no. 2. P. 47-52. doi.org/10.1007/bf02574541
- Nuzhnov Yu.V. Some results of statistical modeling of the small-scale turbulence structure revealed with consideration of intermittency // Conference Paper «Fluids Engineering Systems and Technologies». V. 7A. San Diego, 2013. 7 p. Code 105847. doi: 10.1115/IMECE2013-62645
- Spenser B.W., Jones B.G. Statistical investigation of pressure and velocity fields in the turbulence two-stream mixing layer // Conference Paper in 4th Fluid and Plasma Dynamics Conference. 1971. P. 613. doi.org/10.2514/6.1971-613
- Tennekes H., Lumley J.L. A First Course in Turbulence. MIT Press, 1972. 300 p.
- Fabris G. Conditional sampling study of the turbulent wake of a cylinder // Journal of Fluid Mechanics. 1979. V. 94, no. 4. P. 673-709. doi.org/10.1017/s0022112079001245
- Townsend A.A. The Fully Developed Wake of a Circular Cylinder // Australian Journal of Chemistry. 1949. V. 2, Iss. 4. P. 451-468. doi.org/10.1071/ch9490451
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)