The effects of body force on the statistical behaviour of turbulent scalar flux and its closure in the context of Reynolds Averaged Navier–Stokes simulations have been studied using Direct Numerical Simulations (DNS) of statistically planar turbulent premixed flames under different turbulence intensities and Froude numbers. An increase in body force magnitude in the case of unstable density stratification has been found to augment flame wrinkling, burning rate and gradient transport in comparison to a case without body force but with statistically similar unburned gas turbulence. By contrast, an increase in body force magnitude in the case of stable stratification reduces the flame wrinkling, burning rate and gradient transport in comparison to the flame without body force subjected to statistically similar unburned gas turbulence. Based on a-priori DNS analysis, an algebraic closure for turbulent scalar flux has been identified where the Froude number effects are explicitly accounted for. The body force has been found to have significant influence on the statistical behaviours and magnitudes of the terms of the scalar flux transport equation and this effect is particularly strong for the mean pressure gradient term in the scalar flux transport equation. Based on a detailed a priori DNS analysis, suitable model expressions have been identified for the turbulent transport, pressure gradient, dissipation and reaction rate-velocity correlation terms of the scalar flux transport equation by incorporating the effects of body force (e.g. Froude number effects) for improved model performance.

已经使用不同湍流强度和弗劳德数下统计平面湍流预混火焰的直接数值模拟 (DNS) 研究了在雷诺平均 Navier-Stokes 模拟的背景下，体力对湍流标量通量的统计行为及其闭合的影响。与没有体力但具有统计学上相似的未燃烧气体湍流的情况相比，已发现在不稳定密度分层的情况下，体力大小的增加会增加火焰起皱、燃烧速率和梯度传输。相比之下，与没有体力的火焰相比，在稳定分层的情况下，体力大小的增加减少了火焰的起皱、燃烧速率和梯度传输。基于先验 DNS 分析，已经确定了湍流标量通量的代数闭包，其中明确考虑了弗劳德数效应。已发现体力对标量通量传输方程项的统计行为和大小具有显着影响，并且这种影响对于标量通量传输方程中的平均压力梯度项特别强。基于详细的先验 DNS 分析，通过结合体力的影响（例如弗劳德数效应），确定了标量通量传输方程的湍流传输、压力梯度、耗散和反应速率-速度相关项的合适模型表达式以提高模型性能。已经确定了湍流标量通量的代数闭包，其中明确考虑了弗劳德数效应。已发现体力对标量通量传输方程项的统计行为和大小具有显着影响，并且这种影响对于标量通量传输方程中的平均压力梯度项特别强。基于详细的先验 DNS 分析，通过结合体力的影响（例如弗劳德数效应），确定了标量通量传输方程的湍流传输、压力梯度、耗散和反应速率-速度相关项的合适模型表达式以提高模型性能。已经确定了湍流标量通量的代数闭包，其中明确考虑了弗劳德数效应。已发现体力对标量通量传输方程项的统计行为和大小具有显着影响，并且这种影响对于标量通量传输方程中的平均压力梯度项特别强。基于详细的先验 DNS 分析，通过结合体力的影响（例如弗劳德数效应），确定了标量通量传输方程的湍流传输、压力梯度、耗散和反应速率-速度相关项的合适模型表达式以提高模型性能。已发现体力对标量通量传输方程项的统计行为和大小具有显着影响，并且这种影响对于标量通量传输方程中的平均压力梯度项特别强。基于详细的先验 DNS 分析，通过结合体力的影响（例如弗劳德数效应），确定了标量通量传输方程的湍流传输、压力梯度、耗散和反应速率-速度相关项的合适模型表达式以提高模型性能。已发现体力对标量通量传输方程项的统计行为和大小具有显着影响，并且这种影响对于标量通量传输方程中的平均压力梯度项特别强。基于详细的先验 DNS 分析，通过结合体力的影响（例如弗劳德数效应），确定了标量通量传输方程的湍流传输、压力梯度、耗散和反应速率-速度相关项的合适模型表达式以提高模型性能。