Numerical simulation of methane flame propagation in a gap between parallel plates

Abstract

Численное моделирование распространения метанового пламени в зазоре между параллельными пластинами Москва, 2019 В.Е. Борисов, С.Е. Якуш, Численное моделирование распространения метанового пламени в зазоре между параллельными пластинами Аннотация. Методом численного моделирования изучено горение предварительно перемешанной метановоздушной смеси в узком зазоре между параллельными горизонтальными пластинами. Расчеты проведены на основе решения системы уравнений Навье-Стокса многокомпонентного газа в приближении малых чисел Маха, химические реакции описываются детальной кинетической схемой. Интегрирование производится явной схемой на иерархических адаптивно измельчаемых декартовых сетках (метод AMR). Продемонстрировано развитие неустойчивости, приводящее к возникновению ячеек на фронте расходящегося от точки зажигания пламени. Показана зависимость видимой скорости распространения и размеров ячеек от ширины зазора между пластинами. 1 Ключевые слова: горение, гидродинамическая неустойчивость, ячеистые пламена, прямое численное моделирование, адаптивные сетки V.E. Borisov, S.E. Yakush, Numerical simulation of methane flame propagation in a gap between parallel plates Abstract. Numerical simulations are performed for premixed methane-air combustion in a narrow gap between parallel horizontal plates. Simulations are based on the solution of Navier-Stokes equations for multicomponent gas in the small Mach number approximation, chemical reactions are described by a detailed kinetic scheme. Numerical integration is performed by an explicit scheme on hierarchical adaptively refined meshes (AMR). Instability development resulting in the formation of cells on the flame front diverging from the ignition point is demonstrated. Dependence of the visible flame speed and cell size on the gap width between the plates is shown.