稳态层流小火焰
在燃烧理论中,湍流火焰可以视为由局部一维的多个薄层流小火焰结构组成。在表格化方法中,Simcenter STAR-CCM+ 使用一维模型求解反应产物并将这些产物存储在查找表中。
此模型假设反应区域的厚度小于最小的湍流长度尺度,即 Kolmogorov 长度尺度。因此,局部瞬时反应区域结构被视为与准稳态一维层流小火焰相同。
湍流速度场主要通过延伸反应区域来影响层流小火焰的结构 — 这一点通过标量耗散率(或应变率)来描述。在应变率值较低时,层流小火焰的结构接近平衡状态;而在应变率值较高时,火焰会熄灭。通过求解在不同应变率下采用详细反应机制的准稳态一维层流火焰,可在湍流燃烧建模中引入非平衡和有限速率化学效应。
Simcenter STAR-CCM+ 求解理想化的轴对称逆流扩散火焰,如下图所示:


- Scalar Dissipation Rate(标量耗散率)
- 在稳态层流小火焰模型上下文中,标量耗散率
是混合分数中的湍流生成波动的耗散率。在 Simcenter STAR-CCM+ 中,标量耗散率建模为:(3527)
- 稳态层流小火焰制表
- 独立变量是:
- 混合分数
- 混合分数偏差
- 焓
- 积分
- 稳态层流小火焰模型的积分与化学平衡模型相似。区别在于,给定任何状态空间变量的 Eqn. (3530),需要
、 和 的联合概率密度函数。即,对 、 和 空间进行积分:(3531)