The Large Eddy Simulation (LES) / Conditional Moment Closure (CMC) model with detailed chemistry is used for modelling spark ignition and flame propagation in a turbulent methane jet in ambient air. Two centerline and one off-axis ignition locations are simulated. We focus on predicting the flame kernel formation, flame edge propagation and stabilization. The current LES/CMC computations capture the three stages reasonably well compared to available experimental data. Regarding the formation of flame kernel, it is found that the convection dominates the propagation of its downstream edge. The simulated initial downstream and radial flame propagation compare well with OH-PLIF images from the experiment. Additionally, when the spark is deposited at off-centerline locations, the flame first propagates downstream and then back upstream from the other side of the stoichiometric iso-surface. At the leading edge location, the chemical source term is larger than others in magnitude, indicating its role in the flame propagation. The time evolution of flame edge position and the final lift-off height are compared with measurements and generally good agreement is observed. The conditional quantities at the stabilization point reflect a balance between chemistry and micro-mixing. This investigation, which focused on model validation for various stages of spark ignition of a turbulent lifted jet flame through comparison with measurements, demonstrates that turbulent edge flame propagation in non-premixed systems can be reasonably well captured by LES/CMC.

具有详细化学成分的大型涡流模拟（LES）/条件矩闭合（CMC）模型用于模拟环境空气中甲烷湍流中的火花点火和火焰传播。模拟了两个中心线和一个离轴点火位置。我们专注于预测火焰核的形成，火焰边缘的传播和稳定性。与可用的实验数据相比，当前的LES / CMC计算可以很好地捕获这三个阶段。关于火焰核的形成，发现对流主导了其下游边缘的传播。模拟的初始下游和径向火焰传播与实验中的OH-PLIF图像进行了很好的比较。此外，当火花沉积在偏离中心线的位置时，火焰首先在化学计量等值面的另一端向下游传播，然后向上游传播。在前沿位置，化学源项的数量级大于其他项，表明其在火焰传播中的作用。将火焰边缘位置和最终升起高度的时间演变与测量结果进行比较，通常观察到良好的一致性。稳定点的条件量反映了化学和微混合之间的平衡。这项研究的重点是通过与测量值进行比较来验证湍流提起喷射火焰的各个阶段火花点火的模型验证，结果表明，LES / CMC可以很好地捕获非预混系统中的湍流边缘火焰传播。化学源项的数量级大于其他项，表明其在火焰传播中的作用。将火焰边缘位置和最终升起高度的时间演变与测量结果进行比较，通常观察到良好的一致性。稳定点的条件量反映了化学和微混合之间的平衡。这项研究的重点是通过与测量值进行比较来验证湍流提起喷射火焰的各个阶段火花点火的模型验证，结果表明，LES / CMC可以很好地捕获非预混系统中的湍流边缘火焰传播。化学源项的数量级大于其他项，表明其在火焰传播中的作用。将火焰边缘位置和最终升起高度的时间演变与测量结果进行比较，通常观察到良好的一致性。稳定点的条件量反映了化学和微混合之间的平衡。这项研究的重点是通过与测量值进行比较来验证湍流提起喷射火焰的各个阶段火花点火的模型验证，结果表明，LES / CMC可以很好地捕获非预混系统中的湍流边缘火焰传播。将火焰边缘位置和最终升起高度的时间演变与测量结果进行比较，通常观察到良好的一致性。稳定点的条件量反映了化学和微混合之间的平衡。这项研究的重点是通过与测量值进行比较来验证湍流提起喷射火焰的各个阶段火花点火的模型验证，结果表明，LES / CMC可以很好地捕获非预混系统中的湍流边缘火焰传播。将火焰边缘位置和最终升起高度的时间演变与测量结果进行比较，通常观察到良好的一致性。稳定点的条件量反映了化学和微混合之间的平衡。这项研究的重点是通过与测量值进行比较来验证湍流提起喷射火焰的各个阶段火花点火的模型验证，结果表明，LES / CMC可以很好地捕获非预混系统中的湍流边缘火焰传播。