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摘要：本发明公开一种基于局部达姆科勒数的化学非平衡分区方法，包括：S1.根据流场特点选定特征长度；S2.计算化学反应速率；S3.由流场当地热力学物理量密度和静焓计算各组分在等容、绝热反应条件下的平衡组分；S4.建立量化学反应与流动尺度相对大小关系的局部达姆科勒数；S5.根据局部达姆科勒数对流场不同位置处的化学非平衡程度进行量化，由此建立分区判别准则，将流场划分为平衡区、冻结区和非平衡区；S6.根据局部达姆科勒数得到包含化学非平衡程度的统一的无量纲控制方程体系。

主权项：1.一种基于局部达姆科勒数的化学非平衡分区方法，其特征在于，包括：S1.根据流场特点选定特征长度L，特征长度L体现飞行器外形的尺寸，包括圆柱外型中的圆柱半径、钝平板类外形的板长；S2.计算化学反应速率由阿伦尼乌斯公式给出，如式1-2，其中Mi为组分i的摩尔质量，Ci为摩尔质量浓度，反应其他量由Gupta实验数据给出，包括化学反应计量数v，正逆反应系数kf和kb；上标·代表单位时间的生成速率，下标i，j代表组分和反应代号，ns为化学反应涉及的组分总数； S3.由流场当地热力学物理量密度ρ和静焓h计算各组分在等容、绝热反应条件下的平衡组分Yi,eq；S4.建立量化学反应与流动尺度相对大小关系的局部达姆科勒数DaL，给出针对其中组分i的局部达姆科勒数DaL,i表达式，如式3，DaL,i保留了关于流动特征时间tf与化学反应特征时间tc的原始定义，tc,i为组分i的化学反应特征时间；针对组分i进行拆分得到式4-5；其中us为所分析流场当地的沿流线方向的速度；在直角坐标系下，u和v分别为x，y方向的速度；m为定义平衡条件的常数，当组分质量分数Yi与平衡组分质量分数Yi,eq相差小于5％时即认为反应已达到平衡，当YiYi,eq时，m＝0.95；当YiYi,eq时，m＝1.05；ε为避免奇异性引入的常数小量，固定取为1e-11； S5.根据DaL,i对流场不同位置处的化学非平衡程度进行量化，建立分区判别准则，将流场划分为平衡区、冻结区和非平衡区；在定义判断准则时取氧原子组分作为标准，如式6DaL＝DaL,O6根据DaL得到了化学平衡区、冻结区、非平衡区的分区准则如式7；2500和0.1这两个判别准则使得化学平衡区内流体以us的流速流过特征长度L所需的时间至少为当地组分在等容、绝热条件下达到化学平衡所需时间的10倍；化学冻结区内后者至少为前者的10倍； S6.根据DaL得到包含化学非平衡程度的统一的无量纲控制方程体系，并用于数值模拟。

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百度查询： 天津大学 一种基于局部达姆科勒数的化学非平衡分区方法