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題名 | Fractal Analysis of Idealized Premixed Flame Fronts Propagating in a Nearly Isotropic Turbulence=理想化預混燄面傳播於一近似等向紊流場之碎形分析 |
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作者 | 施聖洋; 葉志鴻; | 書刊名 | 中國機械工程學刊 |
卷期 | 18:2 1997.04[民86.04] |
頁次 | 頁101-111 |
分類號 | 440.137 |
關鍵詞 | 預混燄面; 傳播; 近似等向; 紊流場; Fractal dimension; Premixed flame fronts; Aqueous autocatalytic reactions; |
語文 | 英文(English) |
英文摘要 | 最近一液態自動催化反應系統,它可產生近乎絕熱的傳播波面,類似預混燄面, 已被應用來模擬預混紊流燃燒 (Shy et al., 1996a)。本文首次針對前述理想化預混燄面傳 播於一近似等向紊流場中, 作碎形性質的量測, 其中紊流強度 (u') 和層流波面傳播速率 (SL) 之比值可高達至 660。 近似等向紊流場是由一對垂直振動網柵於一化學水箱中所產生 ,並由 LDV 驗證之。紊流傳播波面之偵測是由一化學反應雷射誘導螢光技術所達成。 那些 波面之 Markstein 數接近 1,因此火燄的拉伸效應可完全由一紊流 Karlovitz 數 (Ka) 所 表示。 我們找到波面之碎形維度 (d �� ) 與 Ka 之關係,當 Ka 值從約 0.1 增加至 2 時 ,d �鬼�之增加趨勢呈現平坦化幾乎為一定值。結果顯示,在 Ka ≧ 2,液態理想化預混燄 面與實際氣態預混燄面或紊流剪力流中純量界面之碎形維度非常相近,這建議了碎形維度在 大的 Ka 值下 (d �� 7/3), 並不受熱釋放造成的體膨脹效應、燄面前後熱力和傳輸性質的 變化、以及紊流場頻譜所重大影響。反之,在低 Ka 值時,前述效應對碎形維度會有重大影 響。 cence imaging of a synchronized swept laser beam, combined with a high-speed data acquisition system. Markstein numbers of these fronts are close to unity and thus the effects of flame stretch rate may be expressed entirely in terms of a turbulent Karlovitz number (Ka). The fractal dimension of the images of the fronts (d �� ) is found to increase with Ka, from 2.12 at low vlues of Ka to 2.33 at values of Ka > 2. The results for values of Ka > 2 are very similar to some measurements in gaseous flame fronts, as well as isoscalar contours of passive dyes in turbulent shear flows. This suggests that at large values of Ka, d �� in turbulent reacting flows (7/3) is not significantly influenced by volume expansion due to heat release, variations of thermodynamic and transport properties across the flame front, and the flow spectra. On the other hand, these effects may be important to the determination ofthe fractal dimension of the propagating front at low values of Ka. |
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