氢气空气非预混喷注及旋转爆轰燃烧数值模拟研究的任务书.docx

氢气空气非预混喷注及旋转爆轰燃烧数值模拟研究的任务书
一、任务背景
氢气是一种清洁、高效、可再生的能源，被广泛应用于工业生产、交通运输、氢能源发电等领域。然而，氢气具有较高的燃烧速度和易燃性，容易引起火灾和爆炸事故。因此，对氢气燃烧的安全性进行研究具有重要意义。
氢气与空气非预混燃烧是氢气燃烧过程中最常见的形式之一。对该燃烧过程进行研究可以深入了解氢气燃烧特性，为制定合理的安全防护措施提供科学依据。另外，旋转爆轰是氢气燃烧中的一种重要现象，其对氢气燃烧动力学和热特性等具有重要影响，因此也需要进行深入研究。
二、任务目标
本课题的研究目的是对氢气空气非预混喷注和旋转爆轰现象进行数值模拟研究，探究其燃烧发展规律和热特性等关键问题。具体目标如下：
1.建立氢气和空气非预混喷注燃烧计算模型，并对不同参数下的燃烧过程进行数值模拟和计算。
2.研究氢气燃烧的温度、压力、反应物浓度和燃烧速度等特性，并分析其影响因素和规律。
3.建立旋转爆轰模型，并对不同参数下的旋转爆轰进行数值模拟和计算。
4.分析旋转爆轰对氢气燃烧的动力学和热特性的影响，深入了解氢气燃烧过程中的重要机理和现象。
5.提出对氢气安全燃烧的安全防护措施和建议。
三、任务内容
1.建立氢气和空气非预混喷注燃烧计算模型
基于常规的乘积形式方程和Pi-theorem等理论建立氢气和空气非预混喷注燃烧计算模型，并编程实现计算模型的求解。
2.数值模拟与计算
利用建立的模型，对不同参数下氢气和空气非预混喷注进行数值模拟，得到不同参数下的温度、压力、反应物浓度和燃烧速度等特性。
3.建立旋转爆轰模型
基于旋转爆轰理论，建立氢气旋转爆轰模型，并编程实现求解。
4.数值模拟与计算
利用建立的旋转爆轰模型，对不同参数下的旋转爆轰进行数值模拟，得到不同参数下的动力学和热特性等关键数据。
5.分析与讨论
根据数值模拟与计算的结果，分析氢气燃烧和旋转爆轰的发展规律和特性，并与相关理论模型和实验数据进行比较和验证。
6.提出建议和防护措施
提出针对氢气安全燃烧的建议和防护措施，为保障氢气安全应用提供科学依据和技术支持。
四、任务要求
1.具有较强的数学基础和计算机编程能力，熟悉常规的燃烧理论和数值模拟方法。
2.具有较强的研究和探究精神，善于独立思考和团队合作，能够承担一定的研究任务和工作量。
3.熟悉燃烧实验室常规的实验设备和操作方法，具有一定的实验经验和操作技能。
4.了解氢气安全应用相关的法律法规和标准，有一定的统筹规划和实施能力。
五、研究成果
1.建立氢气和空气非预混喷注燃烧计算模型，研究氢气燃烧的温度、压力、反应物浓度和燃烧速度等特性。
2.建立旋转爆轰模型，研究旋转爆轰对氢气燃烧的动力学和热特性的影响。
3.提出针对氢气安全燃烧的建议和防护措施，为保障氢气安全应用提供科学依据和技术支持。
4.发表学术论文或者撰写科技报告，介绍研究成果和新发现，并向社会普及氢气安全应用相关知识。
六、任务进度
本课题预计历时12个月，具体进度如下：
第1-2个月：文献资料查阅和综述撰写。
第3-4个月：建立氢气和空气非预混喷注燃烧计算模型，并编程实现求解。
第5-6个月：利用建立的模型进行氢气和空气非预混喷注数值模拟计算。
第7个月：整理计算结果，分析氢气燃烧的特性和影响因素。
第8-9个月：建立旋转爆轰模型，并编程实现求解。
第10-11个月：利用建立的旋转爆轰模型进行不同参数下的数值模拟计算，分析旋转爆轰的动力学和热特性等关键数据。
第12个月：撰写研究报告和学术论文，并对研究成果进行总结和回顾。