题目：化学反应与剪切流相互作用的机理与建模研究
时间：2025年1月16日 10:30-11:30
地点：j9九游会官方网页版 F310会议室
邀请人：夏溪 副教授（航空动力研究所）
报告人简介
王楚涵，清华大学航天航空学院水木学者博士后。北京航空航天大学中法工程师学院本科学位，北航与法国里昂中央理工学院双硕士学位，法国巴黎综合理工学院（LadHyX，Ecole Polytechnique）博士学位。2022年6月起在清华大学航院流体所开展博士后研究。研究领域为化学反应流动中的流动稳定性与湍流问题，成果发表在Journal of Fluid Mechanics及Combustion and Flame等期刊。开发的针对实际气动构型燃烧室的全局预解算子法代码在上交、北航航发院等10余个课题组授权使用。获得国家自然科学基金青年项目等项目支持。
报告摘要
射流、绕流、高速湍流边界层，传统的剪切流动如果有化学反应的加入，会有哪些新的流动稳定性与湍流问题？
本报告将介绍三种实际应用背景下化学反应与剪切流相互作用的研究进展：1）针对航空发动机、燃气轮机中火焰与自由射流、钝体绕流、旋流等多种剪切流动的相互作用，我们将流动不稳定性理论领域的前沿方法应用于燃烧不稳定性的研究之中，通过造波分析法（Wavemaker analysis）研究火焰的自激励振荡，通过预解算子法（Resolvent analysis）研究火焰对外界扰动的放大作用。我们建立了基于全局线性算子的降阶模型，对于典型火焰情形，可仅通过该火焰的基本流或平均流有效预测火焰的振荡频率，捕捉燃烧室复杂流动中的相干结构。2）针对冲压发动机中超声速湍流边界层与火焰的相互作用，我们首次开展了直接数值模拟研究（OpenCFD-Comb代码），揭示了燃烧对湍流脉动及壁面统计量影响的详细机理，检验了燃烧条件下传统计算模型的基本假设。3）针对包含化学非平衡效应的高超声速湍流边界层中化学反应与湍流脉动的相互作用，我们基于直接数值模拟，首次给出了高温分解反应的湍流封闭模型，该模型可直接应用于相关流动的雷诺平均方法计算。
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