湍流燃烧高精度数值模拟软件开发及射流燃烧DNS-李新亮.pptVIP免费

湍流燃烧高精度软件开发及超声速射流燃烧DNS李新亮中国科学院力学研究所lixl@imech.ac.cn庆新春流体力学研讨会20171一、背景1.湍流燃烧基础研究：应用需求、流体力学前沿湍流燃烧流动机理；湍流燃烧计算模型；湍流燃烧控制技术；湍流燃烧2一、背景2.湍流燃烧DNS——重要工具Reynolds平均（RANS）大涡模拟（LES）直接数值模拟（DNS）浙江大学、29基地、北大、清华、……DNS:无需湍流模型/湍流燃烧相互作用模型;111()/()/()jijiNNLvvifijjrijjijijijjkTMkTMvv()()()()()iciijijijjjjuctxxScxx化学反应源项；模型化更为复杂难点：计算量大（>>无燃烧DNS）；对数值方法要求苛刻；对物理、化学模型精度要求高；33.OpenCFD：本课题组开发的一套开源高精度CFD程序OpenCFD-SC:高精度差分求解器OpenCFD-EC:多块结构网格有限体积求解器OpenCFD-Comb:复杂化学反应流动求解器（差分）傅德薰，马延文，李新亮等，《可压缩湍流直接数值模拟》，科学出版社XinliangLi,DexunFu,YanwenMaandXianLiang,Directnumericalsimulationofcompressibleturbulentflows.ActaMechanicaSinica2010,26(6):795-806XinliangLi,DexunFuandYanwenMa,Directnumericalsimulationofhypersonicboundarylayertransitionoverabluntconewithasmallangleofattack,PhysicsofFluids22，025105，20104二、高精度燃烧数值模拟软件OpenCFD-Comb1()()():0vvvFFGGHHULtxyz2:()ULSUtOpenCFDcodeforCombustionFlows1211()22MmtttLtLLLM算法：高精度差分+基元反应+时间分裂方法Chemkin-like化学反应机理接口；Chemkin热力学模型、物理模型（粘性、热导、扩散系数）高精度差分方法：OMP6,GVC,WENO7高阶滤波，保证计算稳定性；MPI并行，可扩展到百万CPU规模；()()()()vvvFFGGHHUSUtxyz化学反应源项源项计算“小步快跑”5测试算例1.（0维）H2+O2+N2燃烧问题880K,0.3atm,0.5%H2+0.5%O2933K,3.4atm,1.01%H2+0.52%O2H2,O2,H2摩尔组分随时间的变化与实验结果吻合较好1.J.Li,Z.Zhao,A.Kazakov,F.L.Dryer,Anupdatedcomprehensivekineticmodelofhydrogencombustion,Int.J.Chem.Kinet.36(2004)566–575.6测试算例3.二维管道中的爆轰波问题管...