Premixed turbulent combustion modelling with FGM including preferential diffusion effects

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Samenvatting

Kurzfassung Die FGM Methode ist eine neu entwickelte Methode um detaillierte Chemische Reaktionsmechanismen zu reduzieren. Es ist gezeigt worden dass das Model genaue Vorhersagen für Vorgemischte Flammen für sowohl DNS, LES als auch RANS. Bisherige Forschung und Entwicklung war fokussiert auf Verbrennungssimulationen mit konstanten Diffusionsgeschwindigkeiten (Lewiszahlen gleich eins), in denen komplexe Diffusionseffekte vernachlässigt werden. Das Model wurde um einen weiteren Mischungsparameter W erweitert, der den Einfluss von Flammenstreckung und komplexen Diffusionseffekten auf Enthalpie und Elementmassenbrüche beschreibt. Die resultierende 2D FGM Tabelle ist auf eine 2D DNS Rechnung, einer rotationssymmetrische Flamme, angewendet worden. Verglichen mit detaillierte Chemie stimmen die Ergebnissen fast perfekt überein, welches die Simulation von turbulenten CH4-H2-luft Flammen mit realistischen Lewis zahlen von Spaltbrennern ermöglicht. Durch die Änderungen in der Reaktionsrate, ist ein nicht zu vernachlässigende Zunahme in der Flamoberflächenfaltung zu beobachten. Abstract The FGM technique is a new method to reduce chemical kinetics. It has already proven to be accurate for modelling (partially-) premixed flames in DNS, LES and RANS settings. Previous research has focussed on flames with unit Lewis number transport models, thereby neglecting preferential diffusion effects. The method is extended in the present contribution by introducing an additional mixing parameter W in the manifold, describing the combined fluctuations in enthalpy and element mass fractions due to flame stretch and preferential diffusion. The resulting 2D FGM is used in 2D DNS of a circular flame and compared with detailed chemistry. The agreement is near perfect thereby opening the way to model 3D turbulent CH4-H2-air flames on a slot burner with realistic non-unit Lewis numbers. A significant increase in flame wrinking occurs due to local changes in burning intensity.
Originele taal-2Engels
TitelVerbrennung und Feuerung : 24. Deutscher Flammentag ; Tagung Bochum, 16. und 17. September 2009
Plaats van productieDüsseldorf
UitgeverijVDI-Verlag
Pagina's379-384
Volume2056
ISBN van geprinte versie978-3-18-092056-6
StatusGepubliceerd - 2009
Evenement24. Deutscher Flammentag, September 16-17, 2009, Bochum, Germany - Bochum, Duitsland
Duur: 16 sep. 200917 sep. 2009

Publicatie series

NaamVDI-Berichte
Volume2056
ISSN van geprinte versie0083-5560

Congres

Congres24. Deutscher Flammentag, September 16-17, 2009, Bochum, Germany
Land/RegioDuitsland
StadBochum
Periode16/09/0917/09/09

Vingerafdruk

Duik in de onderzoeksthema's van 'Premixed turbulent combustion modelling with FGM including preferential diffusion effects'. Samen vormen ze een unieke vingerafdruk.

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