,先算激波,再嵌套边界层,最后迭加燃烧,即可近似多尺度耦合效应。
“你看,”他用激光笔点着示意图,“激波尺度的特征长度是毫米级,边界层分离是厘米级,燃烧反应是微米级。传统模型试图用同一套网格同时捕捉这三个尺度,计算量爆炸不说,还因为尺度间的能量传递被忽略,导致燃烧振荡预测误差高达40%。”
何国伟激情澎湃的演讲着,他说着翻到第二页,上面是用MATLAB画的简化模型,激波用RANS方程模拟,边界层用LES处理,燃烧区则调用预先生成的化学反应表。
“我把计算拆成三个独立模块,分别求解后再‘拼’起来。
比如,先算激波位置,再用激波的压力梯度驱动边界层分离,最后把边界层的湍流脉动作为燃烧区的扰动输入——这样计算量能降70%,还能保证关键参数的预测精度!”
“等等,你这里冻结了激波的毫米级特征,那怎么处理它与边界层的动态相互作用?”
陈辉的瞳孔微微收缩,他记得前段时间在《流体力学进展》上看到的论文,非定常激波与边界层的耦合会产生“激波-边界层反馈”,这种跨尺度能量传递会导致边界层分离区的涡旋尺寸在毫秒级变化,而这种变化会直接影响燃烧区的燃料混合效率。
张院士的模型中,就像用静止的照片代替流动的电影,或许会在某些情况下适用,但必定无法真正完成精准的预测。
“看,”何国伟没有回答陈辉的问题,而是再次翻到下一页,指着上面的曲线,“振荡周期0.4秒,和我的模型预测的0.38秒几乎一致!”
何国伟得意的看向陈辉,“你说的那是细节问题,模型已经捕捉了主要特征,你看热壅塞的位置,模型预测在x=850mm,实验也在848mm——误差在允许
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