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Direct numerical simulations analysis of flame surface density models for nonpremixed turbulent combustion

机译：非预混湍流燃烧火焰表面密度模型的直接数值模拟分析

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From phenomenological considerations, Marble and Broadwell(1) have introduced the flame surface density concept to describe nonpremixed turbulent combustion. In this approach, the averaged reaction rate is modeled as the product of the local reaction rate per unit of flame area, rn,, by the flame area per unit volume, <(Sigma)over bar>. This approach is attractive because it decouples the chemical problem ((m) over dot (F)) from the description of the turbulence combustion interaction (<(Sigma)over bar>). In this paper, a theoretical analysis providing two alternatives exact, but unclosed, balance equations for the flame surface density <(Sigma)over bar> is first developed. Then, direct numerical simulations of a spatially developing turbulent reacting mixing layer are used to analyze the structure of the reaction zone and to propose and validate closures for the <(Sigma)over bar>-balance equations. The flame surface density concept is found to provide a relevant description for nonpremixed turbulent flames. (C) 1998 American Institute of Physics. [References: 36]
机译：基于现象学的考虑，Marble和Broadwell（1）引入了火焰表面密度概念来描述非预混湍流燃烧。在这种方法中，将平均反应速率建模为每单位火焰面积的局部反应速率rn乘以每单位体积的火焰面积乘以∑。这种方法之所以具有吸引力，是因为它使化学问题（点（F）上的（m））与湍流燃烧相互作用（<∑（bar上的Sigma））的描述脱钩。在本文中，首先开发了一种理论分析，提供了两个可供选择的方案，分别是火焰表面密度 over bar>的精确但未封闭的平衡方程。然后，使用空间发展的湍流反应混合层的直接数值模拟来分析反应区的结构，并提出和验证<（Sigma）over bar>-平衡方程的闭包。发现火焰表面密度概念为非预混湍流火焰提供了相关描述。 （C）1998美国物理研究所。 [参考：36]

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