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2021年10月
第42卷第10期
推进技术
JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGY
Oct.2021
Vol.42No.10
详细化学反应机理对预混丙烷钝体熄火模拟影响*
王方，韩宇轩，窦力，王煜栋，金捷
（北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机数值仿真研究中心，北京100191）
摘要：航空发动机熄火预测是重要关键问题之一，湍流和化学反应的非线性相互作用使预测非常
困难。本文采用大涡模拟（LES
）对湍流进行高精度模拟，采用概率密度函数输运方程湍流燃烧模型
（TPDF）耦合JL4，Z66和H73三种化学反应机理，对预混丙烷钝体熄火现象和规律进行研究。JL4
的反
应机理最简单，反应释热快，局部放热高，火焰宽度大，火焰两侧温度梯度大，燃烧更加趋于稳定，无法模拟出熄火状态。H73机理绝热火焰温度低，火焰温度低，回流区中部OH
大量CO被氧化，释放热量过高导致无法模拟出熄火现象。Z66
量比下也可以模拟出熄火状态。算例中，局部Da1的区域超过35%
关键词：概率密度函数输运方程湍流燃烧模型（TPDF）；大涡模拟（LES
AECSC
含量高；在近熄火状态，
机理可以模拟出火焰正常状态，在低当
则会发生熄火。
）；钝体熄火；反应机理；
程序
中图分类号：V231.2文献标识码：A文章编号：1001-4055（2021）10-2295-11
DOI：10.13675/ki.tjjs.200126
EffectsofDetailedChemicalMechanismonPremixed
PropaneBluffBodyBlow-OffSimulation
WANGFang，HANYu-xuan，DOULi，WANGYu-dong，JINJie
（AeroengineNumericalSimulationResearchCenter，SchoolofEnergyandPowerEngineering，
BeihangUniversity，Beijing100191，China）
*
Abstract：Thepredictionofaeroengineflameoutisacrucialproblem.Thenonlinearinteractionofturbu?
lenceandchemicalreactionsincreasesthedifficultyofprediction.Thephenomenonandlawofpremixedpropane
bluffbodyblow-offwereinvestigatedbyanalyzingturbulenceandcombustion.Thelargeeddysimulationwas
usedtosimulateturbulencewithhighaccuracy.Threechemicalmechanisms，JL4，Z66andH73，werecoupled
bythetransportedprobabilitydensityfunctiontodescribecombustionprocess.JL4’sreactionisthesimplestof
thethree，leadingtothelargerrateofexothermicreaction，widerflamewidth，highertemperaturegradienton
bothsidesoftheflameandmorestablecombustion，andisunabletosimulatetheblowoffstate.Theloweradiabat?
icflametemperatureofH73mechanismresultsinthelowersimulatedflametemperature，andthecontentofOH
inthemiddleofthesimulatedrecirculationzoneisveryhigh.Intheblowoffstate，alargeamountofCOisoxi?
dized，andexcessiveheatisreleased，whichmakesitimpossibletosimulatethe
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