題目：化學(xué)反應(yīng)與剪切流相互作用的機理與建模研究
時間：2025年1月16日 9:00-10:30
地點：機械與動力工程學(xué)院 F310會議室
邀請人：夏溪 副教授（航空動力研究所）
報告人簡介
王楚涵，清華大學(xué)航天航空學(xué)院水木學(xué)者博士后。北京航空航天大學(xué)中法工程師學(xué)院本科學(xué)位，北航與法國里昂中央理工學(xué)院雙碩士學(xué)位，法國巴黎綜合理工學(xué)院（LadHyX，Ecole Polytechnique）博士學(xué)位。2022年6月起在清華大學(xué)航院流體所開展博士后研究。研究領(lǐng)域為化學(xué)反應(yīng)流動中的流動穩(wěn)定性與湍流問題，成果發(fā)表在Journal of Fluid Mechanics及Combustion and Flame等期刊。開發(fā)的針對實際氣動構(gòu)型燃燒室的全局預(yù)解算子法代碼在上交、北航航發(fā)院等10余個課題組授權(quán)使用。獲得國家自然科學(xué)基金青年項目等項目支持。
報告摘要
射流、繞流、高速湍流邊界層，傳統(tǒng)的剪切流動如果有化學(xué)反應(yīng)的加入，會有哪些新的流動穩(wěn)定性與湍流問題？
本報告將介紹三種實際應(yīng)用背景下化學(xué)反應(yīng)與剪切流相互作用的研究進展：1）針對航空發(fā)動機、燃氣輪機中火焰與自由射流、鈍體繞流、旋流等多種剪切流動的相互作用，我們將流動不穩(wěn)定性理論領(lǐng)域的前沿方法應(yīng)用于燃燒不穩(wěn)定性的研究之中，通過造波分析法（Wavemaker analysis）研究火焰的自激勵振蕩，通過預(yù)解算子法（Resolvent analysis）研究火焰對外界擾動的放大作用。我們建立了基于全局線性算子的降階模型，對于典型火焰情形，可僅通過該火焰的基本流或平均流有效預(yù)測火焰的振蕩頻率，捕捉燃燒室復(fù)雜流動中的相干結(jié)構(gòu)。2）針對沖壓發(fā)動機中超聲速湍流邊界層與火焰的相互作用，我們首次開展了直接數(shù)值模擬研究（OpenCFD-Comb代碼），揭示了燃燒對湍流脈動及壁面統(tǒng)計量影響的詳細機理，檢驗了燃燒條件下傳統(tǒng)計算模型的基本假設(shè)。3）針對包含化學(xué)非平衡效應(yīng)的高超聲速湍流邊界層中化學(xué)反應(yīng)與湍流脈動的相互作用，我們基于直接數(shù)值模擬，首次給出了高溫分解反應(yīng)的湍流封閉模型，該模型可直接應(yīng)用于相關(guān)流動的雷諾平均方法計算。
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