К моделированию турбулентного режима горения газовых струй

Диффузионный режим горения струй топлива в кислородсодержащей атмосфере весьма распространен как в природе, так и в технике. При этом образуется светящийся факел, геометрические размеры которого определяют энергетическую эффективность сжигания топлива.
Гидродинамическая структура факела имеет целый ряд отличий от классических струйных течений, в частности от хорошо изученных дозвуковых турбулентных струй [1]. Для факелов характерна высокая степень гидродинамической неустойчивости, но в то же время высота факела четко отслеживает такое явление, как смена ламинарного режима на турбулентный, что, кстати, представляет непростую задачу исследования в других течениях.
Диффузионный режим струйного горения интересен также наличием "масштабного" эффекта, т.е. зависимостью относительной высоты факела не только от числа Рейнольдса (что типично для всех течений с ламинарно-турбулентным переходом), но и от безразмерного диаметра сопла $(d_0/d_*)$, причем пороговое значение $d_*$ делит все многообразие размеров на области: с наличием и отсутствием этого эффекта.
Эти и другие особенности горящих топливных струй представляют серьезную проблему для математического моделирования горелок и камер сгорания.
В статье представлен анализ ряда соотношений, используемых в различных моделях турбулентного горения.