面向湍流燃烧大涡模拟的详细化学反应机理加速算法研究

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面向湍流燃烧大涡模拟的详细化学反应机理加速算法研究
论文目录
 
摘要第1-7页
Abstract第7-16页
符号说明表第16-19页
第1章 绪论第19-35页
  1.1 研究背景及意义第19-21页
  1.2 化学反应机理的简化及自适应简化第21-28页
  1.3 刚性常微分方程组的高效求解第28-33页
  1.4 课题研究目的及研究内容第33-35页
第2章 数学模型及方法第35-53页
  2.1 定压自着火燃烧模型第35-36页
  2.2 带配对混合的部分搅拌反应器模型第36-38页
  2.3 定压低Ma理想气体流动和燃烧问题第38-46页
    2.3.1 一维层流预混火焰第40-41页
    2.3.2 湍流燃烧大涡模拟第41-46页
  2.4 详细化学反应机理第46-49页
    2.4.1 详细化学反应机理的描述形式第46-47页
    2.4.2 本文使用的详细化学反应机理第47-49页
  2.5 燃烧化学反应刚性常微分方程组第49-50页
  2.6 向后差分格式求解燃烧化学反应问题第50-53页
第3章 自相关动态自适应化学在燃烧数值模拟中的应用第53-89页
  3.1 化学反应机理简化及自适应第53-57页
    3.1.1 化学反应机理简化第53-56页
    3.1.2 化学反应机理动态自适应简化和自相关算法第56-57页
  3.2 自相关动态自适应化学在一维层流火焰数值模拟中的验证第57-69页
    3.2.1 合成气层流燃烧反应极限特性第57-59页
    3.2.2 CoDAC的数值模拟方法验证第59-64页
    3.2.3 合成气反应极限计算结果第64-66页
    3.2.4 使用路径通量研究合成气火焰的反应极限第66-69页
  3.3 自相关动态自适应化学在湍流燃烧大涡模拟中的应用第69-86页
    3.3.1 数学与物理模型第69-71页
    3.3.2 PFA简化阈值的确定第71-75页
    3.3.3 LES模拟结果的准确性第75-82页
    3.3.4 当地简化化学反应机理特性第82-83页
    3.3.5 计算效率分析第83-86页
  3.4 本章小结第86-89页
第4章 指数积分格式在燃烧数值模拟中的发展和应用第89-139页
  4.1 燃烧问题的指数积分格式和Krylov子空间近似数学模型第89-99页
    4.1.1 燃烧问题指数积分格式的构造第89-91页
    4.1.2 矩阵指数函数的求解方法第91-94页
    4.1.3 Krylov子空间近似第94-98页
    4.1.4 解析法求化学反应Jacobian矩阵第98-99页
  4.2 指数积分格式在自着火问题中的应用第99-107页
    4.2.1 多时间尺度法第100-101页
    4.2.2 MTS-EIKS方法的数值验证第101-106页
    4.2.3 MTS-EIKS方法与CoDAC方法协同简化第106-107页
  4.3 指数积分格式的改进第107-117页
    4.3.1 舍入误差的控制第107-112页
    4.3.2 考虑Schur分解时不同矩阵指数函数求解方法的比较第112-116页
    4.3.3 自着火模拟的验证第116-117页
  4.4 改进的指数积分格式在部分搅拌反应器中的应用第117-127页
    4.4.1 改进的Li机理的计算结果第118-119页
    4.4.2 GRI-Mech 3.0机理的计算结果第119-124页
    4.4.3 USC Mech Ⅱ机理的计算结果第124-127页
  4.5 改进的指数积分格式在湍流燃烧大涡模拟中的应用第127-135页
    4.5.1 数学与物理模型第128-129页
    4.5.2 LES模拟结果的准确性第129-133页
    4.5.3 计算效率分析第133-135页
  4.6 本章小结第135-139页
第5章 结论与展望第139-143页
  5.1 结论第139-140页
  5.2 研究创新点第140页
  5.3 工作展望第140-143页
参考文献第143-155页
致谢第155-157页
作者简历及攻读博士学位期间发表的论文第157-158页

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