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PDF方法模拟钝体驻定的湍流扩散火焰
摘要：
本文研究采用PDF方法模拟钝体驻定的湍流扩散火焰，分析了PDF方法的基本原理和数学模型，描述了湍流扩散火焰的基本特征，分别对钝体和湍流的影响进行了分析，并通过数值模拟得出了详细的结果。
首先，介绍了PDF方法的基本原理和数学模型，包括离散概率密度函数、碰撞积分等。然后，对湍流扩散火焰进行了详细的描述，阐述了湍流扩散火焰的基本特性，包括燃烧速度、火焰厚度等。
接着，分别对钝体和湍流对湍流扩散火焰的影响进行了详细分析。对于钝体，研究发现，在钝体周围存在着较大的湍流涡旋，可促进燃烧的快速发展，但当钝体面积增大时，湍流涡旋的数量随之减小，影响燃烧速率。对于湍流，研究表明，湍流强度对于火焰燃烧速率有着明显影响，湍流强度越大，火焰燃烧速度越快。
最后，通过数值模拟得到了详细的结果。结果表明，PDF方法能够对湍流扩散火焰进行有效模拟，钝体和湍流对火焰的影响也与理论分析一致，并且对于不同的钝体和湍流条件，模拟结果也具有较好的准确性。
关键词：PDF方法；湍流扩散火焰；钝体；湍流；数值模拟
Abstract:
ThispaperstudiesthesimulationofturbulentdiffusionflameswithPDFmethodonthestationarybluntbody,analyzesthebasicprinciplesandmathematicalmodelsofPDFmethod,describesthebasiccharacteristicsofturbulentdiffusionflames,andanalyzestheeffectsofbluntbodiesandturbulencerespectively.Detailedresultsareobtainedthroughnumericalsimulation.
Firstly,thebasicprinciplesandmathematicalmodelsofPDFmethodareintroduced,includingdiscreteprobabilitydensityfunctionandcollisionintegral.Then,theturbulentdiffusionflameisdescribedindetail,includingthecombustionspeedandflamethickness.
Next,theeffectsofbluntbodiesandturbulenceonturbulentdiffusionflamesareanalyzed.Forbluntbodies,itisfoundthattherearelargeturbulentvorticesaroundthebluntbody,whichcanpromotetherapiddevelopmentofcombustion.However,whentheareaofthebluntbodyincreases,thenumberofturbulentvorticesdecreases,affectingthecombustionrate.Forturbulence,itisfoundthatturbulenceintensityhasasignificantimpactonflamecombustionrate.Thehighertheturbulenceintensity,thefastertheflamecombustionrate.
Finally,detailedresultsareobtainedthroughnumericalsimulation.TheresultsshowthatthePDFmethodcaneffectivelysimulateturbulentdiffusionflames,andtheeffectsofbluntbodiesandturbulenceonflamesareconsistentwiththeoreticalanalysis.Moreover,thesimulationresultshavegoodaccuracyfordifferentbluntbodiesandturbulenceconditions.
Keywords:PDFmethod;turbulentdiffusionflame;bluntbody;turbulence;numericalsimulation