浮力反應羽流三維直接數(shù)值模擬.pdf

1、浮力反應羽流是火災中最基本的現(xiàn)象，對其近場動力學進行基礎研究是理解火災現(xiàn)象非常重要的環(huán)節(jié)。本文利用不依賴于燃燒和流動模型而直接求解流體控制方程的直接數(shù)值模擬（DNS）方法，對低雷諾數(shù)下的三維空間浮力反應羽流進行模擬研究，得到了詳細的羽流近場動力學信息。主要工作包括以下幾個方面：
　　 針對三維燃燒問題進行直接數(shù)值模擬的巨大計算量，分析確定了本文研究的數(shù)學物理方法及初始邊界條件，并利用動力學的相似原理對流場進行無量綱化，從而為下文

2、對浮力反應羽流的直接數(shù)值計算提供理論基礎。
　　 熱輻射在火災現(xiàn)象中起著不可忽視的作用，但前人對其的研究卻很少。通過對三維反應羽流的直接數(shù)值模擬，從渦旋結(jié)構(gòu)、溫度、速度、湍流程度、卷吸等方面對三種不同輻射分數(shù)（輻射0％、輻射10％、輻射35％）條件下的浮力反應羽流近場信息進行了詳細對比，定量分析了輻射對反應羽流的影響程度。
　　 鑒于高原環(huán)境火災是當前火災學關(guān)注的熱點問題，本文利用直接數(shù)值模擬的優(yōu)勢，通過改變外部環(huán)境條件

3、實現(xiàn)了對不同海拔條件下的浮力反應羽流進行模擬計算。研究了海拔高度分別為2000 米和4000 米高原環(huán)境下浮力反應羽流在無量綱溫度場、渦量場、湍流脈動等羽流特性方面的變化。得出了不同海拔高度對反應羽流近場信息的影響，總結(jié)了高原地區(qū)浮力反應羽流的結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，高原低壓低氧環(huán)境對羽流反應速率及渦旋脈動周期都有一定程度的影響。這為高原環(huán)境的火災實驗研究提供了有益的參考。
　　 針對平原地區(qū)輻射分數(shù)對浮力反應羽流結(jié)構(gòu)的影響，研究了