基于浓度敏感性分析和遗传算法的甲烷燃烧机理简化与优化

采用良搅拌反应器模型和层流预混火焰模型计算甲烷/空气燃烧过程,通过元素流通法和浓度敏感性分析法,对甲烷燃烧详细化学动力学机理GRIMECH 3.0进行简化。利用遗传算法,以甲烷/空气详细机理获得的组分浓度和一维层流火焰速度为目标,对简化机理进行优化。结果表明,相比于优化之前的简化机理,优化后的简化机理在描述甲烷/空气燃烧反应的组分浓度、层流火焰速度以及反应物和产物的时空分布方面,具有更高的精度。     

TM法与分块耦合技术生成复杂结构计算网格的研究

讨论运用网格生成微分法中的TM方法以及分块耦合技术,构造复杂结构在笛卡尔直角坐标系下的三维伪极坐标计算网格系统和三维直角坐标计算网格系统,为复杂结构形状的流体动力学计算和燃烧过程数值模拟打下坚实的基础。     

受限透视角度下超声波CT温度场诊断技术

超声波CT一种热测量方法,具有不接触、对温度场不干扰的优点。本文发展一种新的超声波CT再现方法,用于解决受限透视角度所产生的信息量不足的问题。新的超声波CT再现算法建立在逆矩阵变换的基础上,它不同于通常的采用SL过滤器的所谓FBPCT再现方式。论文中描述了三种CT迭代再现算法,用计算机模拟结果和三维温度场测量实验数据验证了再现算法的可靠性。同时根据计算和实验结果,建议在受限的透视角度情况下,迭代方法采用修正的正则最小二乘法CGM是合适的。     

竖井结构中壁面温度对火灾烟气运动影响的计算研究

使用大涡模拟方法研究了不同壁面温度条件下,竖井结构中,竖直壁面间的火灾热烟气和空气运动规律及温度场分布。并讨论了造成分布差异的原因。研究表明,流场中速度、温度和混合分数等参数受燃烧产生的热羽流和壁面温差引起的对流共同影响。温差越大,流场流动速度越大,流场的规律性越强,热烟气在流场中的蔓延速度越快。在温度方面,温度分布随流场变化而呈现不同规律,这里着重讨论了一侧壁面温度不同引起的另一侧壁面附近流场的温度变化。     

烷烃类燃料/空气预混气着火过程数值预测

理论分析烷烃类燃料,空气混合物热着火过程,并对IPIC－CFDII软件进行修改,使之适全合资料零维着火计算,程序采用了美国SANDIA国家实验室,NASA和BERKELEY大学热力学数据库中的相关参数以及大型化学反应动力学软件包CHEMKIN中相关的模型和子程序,运用开发的源码,以庚烷／空气预混气为例,采用庚烷氧化的最新化学反应动力学机理（包含290个基元反应,涉及57种组分）,计算了其在不同点火温度,不同当量比和不同压力下的着火延迟时间,同时预测了火焰中反应物,主产物,自由基沈庆以及温度变化的时间进程,以具体说明该软件的应用效果。     

投影角度受限制的超声波CT温度测量

本研究在投影角度受限制的情况下利用超声波CT完成三维温度测量。新CT再构成算法的主要特征如下：在考虑到投影数据之间的相关性的同时、在傅里叶变换基础之上利用外插手法来补全不完整的投影数据。我们运用计算机模拟计算以及建立实验系统对上述算地的可靠性进行检验。根据计算机模拟计算和实验的结果,我们认为本研究所提出的CT算法可以有效地处理受投影角度限制的投影数据。     

基于案例推理的化工园区应急资源需求预测

为确定化工园区突发事故的应急资源需求,提出了一种基于案例推理的化工园区应急资源需求预测方法。该方法主要由三部分组成:(1)基于案例推理的模型构建;(2)化工园区事故的案例描述;(3)基于人工神经网络的案例适应。最后,以石化园区火灾爆炸事故的应急资源需求预测验证该方法的有效性。研究表明,该方法可以实时地对化工园区应急资源需求进行预测,为化工园区的应急资源储备和配置提供支持。     

基于Damkohler数的氢气层流扩散火焰抑制模拟研究

通过对未添加及添加1%的Br2对氢气同向流扩散火焰的影响进行数值模拟,研究抑制剂对氢气层流扩散火焰温度及主要自由基的影响,并通过计算两种火焰的化学特征时间及混合特征时间得到Damk?hler数,提出基于抑制剂的标量耗散率,研究抑制剂的扩散作用及化学作用对氢气同向流扩散火焰的影响。研究发现抑制剂的火焰抑制循环使火焰中化学作用增强,而抑制剂的扩散作用对火焰整体的扩散作用有较显著的影响。添加抑制剂后在径向大部分区域火焰的Da数均低于未添加情况下,抑制剂减少火焰燃烧区域,并使燃烧区域的反应剧烈程度下降。从火焰根部到火焰顶端,抑制作用逐渐减弱。     

火灾调查理论框架建立探讨

本文根据目前火灾科学研究的现状，提出了建立火灾调查理论框架的构想。对火灾调查研究中国外发展状况，进行了较为详细的综述，并指出目前该领域存在的问题。详细讨论了建立火灾调查理论框架的科学根据，同时探讨了火灾调查理论研究中包含的关键科学问题。     

Fe(OH)_2在湍流扩散火焰中抑制效果的CMC模拟研究

采用条件矩封闭模型(CMC)数值模拟了Fe(OH)2在湍流射流火焰中的灭火性能,计算结果表明该灭火添加剂在湍流燃烧中对H、OH和O的最大抑制效果要比层流下分别高出40%,10%,15%,其原因在于湍流扩散作用加强了某些不良输运特性组分的扩散,使得灭火添加剂的效果更强。不同Re数下的局部Damkholer数分布表明该灭火添加剂使得火焰变的不稳定,稳定燃烧位置沿轴向方向提高了3倍喷口直径的距离。