予混合及び非予混合火炎-渦相互作用におけるナノ粒子形成の直接数値シミュレーション【JST・京大機械翻訳】

Cifuentes Luis; Sellmann Johannes; Wlokas Irenaeus; Kempf Andreas

文献

J-GLOBAL ID：202002233308966486 整理番号：20A2233703

予混合及び非予混合火炎-渦相互作用におけるナノ粒子形成の直接数値シミュレーション【JST・京大機械翻訳】

Direct numerical simulations of nanoparticle formation in premixed and non-premixed flame-vortex interactions

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資料名：
巻： 32 号： 9 ページ： 093605-093605-13 発行年： 2020年
JST資料番号： H0052B ISSN： 1070-6631 CODEN： PHFLE6 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

反応性流におけるナノ粒子形成の直接数値シミュレーション(DNS)は挑戦的であり,非常に単純化されたDNSテストケースのみが可能であり,これは乱流-粒子-力学相互作用を明らかにし,必要なモデリング努力を導くのに役立つ。そのような研究の基礎として,新しいDNSデータベースを導入し,ナノ粒子濃度場の最小関連スケールを解決し,反応性流におけるナノ粒子形成の統計への洞察を得た。渦による予混合および非予混合火炎における酸化鉄ナノ粒子の形成と進展を,断面モデルと直接化学を用いて研究した。DNSsは,粒子場の「強制」と局所希釈を捉える。高粒子数濃度の異なるゾーンが各火炎で見出され,これらのゾーンの厚さはSchmidt数の増加と共に減少し,ナノ粒子形成乱流反応流のシミュレーションにおいて,格子分解能は,高断面の特性スケールを解くために非常に微細であることが確認された。拡散,凝集および核形成による粒子濃度の変化への寄与を詳細に解析し,粒子数濃度層および火炎を横切る支配的な寄与を同定した。この解析はまた,火炎-渦相互作用によって誘起され,粒子数濃度場の曲率と火炎曲率によって特徴付けられた平面,凹面および凸面等表面形状に関して行われた。結果は,火炎曲率効果がモデリング戦略では無視できないことを示した。粒子数濃度に対する確率密度関数を解析し,Shannon情報エントロピーに関して定量化し,それは,小さな粒子の高速拡散(およびエントロピー生成)と,高いSchmidt数を有する最大粒子の遅い拡散(およびエントロピー生成)の影響を説明した。さらに,非閉鎖ろ過あるいは平均凝集項を将来のモデリング努力の基礎として評価し,適切なモデルが開発されなければ,凝集速度が桁桁過小評価されることを示した。Copyright 2020 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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燃焼理論 , 燃焼一般

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