蔡瑞鹏，罗 坤，金 台，樊建人

双尺度小火焰模型预测混合层火焰中PAHs的生成

蔡瑞鹏1，罗 坤1，金 台2，樊建人1

(1. 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州 310027；2. 浙江大学航空航天学院，杭州 310027)

本文验证了双尺度过程变量小火焰方法在层流混合层火焰中的适用性，该方法通过增加额外的过程变量PAHs来提高传统过程变量小火焰方法对多环芳烃的预测能力．通过与直接数值模拟结果的先验和后验对比，证明了该方法的优越性．在后验验证中，由于对过程变量PAHs源项的偏低预测继而导致了对多环芳烃组分峰值的预测偏低．通过分析直接数值模拟结果中的小火焰分支，推测过程变量PAHs源项的偏低预测是小火焰的多维性造成的．

双尺度；过程变量；小火焰模型；多环芳烃

众所周知，多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)具有很强的致癌和致突变特性，对环境和人类健康有很大危害．同时，PAHs也是碳烟生成的重要前驱物．因此，需要研究燃烧过程中PAHs的生成特征，从而更好地控制PAHs和碳烟的生成．数值模拟方法能够提供燃烧过程中PAHs生成的详细信息，但是需要耦合非常详细的化学反应机理(通常包含几百种组分和几千步反应)，极大地增加了计算成本．小火焰模型能够把化学反应的求解从流场的求解中解耦，极大地降低计算量．因此，使用小火焰模型预测燃烧过程中PAHs的生成具有很大的前景．

目前，已有一些研究使用小火焰模型预测PAHs的生成．Verhoeven等[1]使用小火焰生成流形(flamelet generated manifold，FGM)方法[2]预测了层……