استفاده از روش جدول سازی درجای تطبیق پذیر(isat) در شبیه سازی احتراق در کوره های بدون شعله

استفاده از سینتیک تفصیلی در عین پرهزینه و زمان گیر بودن، در بسیاری از شبیه سازی های احتراقی کاربرد دارد. الگوریتم isat یا جدول سازی درجای تطبیق پذیر یک روش مناسب برای کاهش زمان و هزینه محاسبات با استفاده از سازوکار شیمیایی تفصیلی در جریان های واکنشی است. در این پژوهش، الگوریتم isat جهت کاهش زمان شبیه سازی احتراق توسط کد با متن باز openfoam بر حلگر احتراقی reactingfoam اعمال شد. جهت بررسی پارامترهای تأثیرگذار بر این الگوریتم، شعله آرام مخلوط استوکیومتریک متان و هوا و همچنین شعله مغشوش غیر پیش آمیخته متان، هیدروژن و اکسیژن که شرایط احتراق mild را دارد، انتخاب شدند. شبیه سازی با استفاده از سینتیک 22 گونه ای drm22 انجام گرفت و نتایج حاکی از افزایش سرعتی بترتیب در حدود 15.57 و 9.73 برابر نسبت به حالت بدون استفاده از isat بود. تأثیر تلرانس ورودی به الگوریتم مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد با افزایش این مقدار از 0.0001 به 0.0008 در مسئله شعله آرام و به 0.0005 در مسئله احتراق mild سرعت شبیه سازی بترتیب، 3.49 و 1.46 برابر افزایش یافت. همچنین خطای 90 درصد بازیابی ها در هر دو مورد، از مرتبه 5-10 به 4-10 افزایش یافت. تأثیر محدود کردن اندازه جدول بر سرعت شبیه سازی شعله آرام و خطای آن نیز مورد برسی قرار گرفت و مشاهده شد با محدود کردن حجم جدول به 0.085 و 0.017 حجم مورد نیاز، سرعت شبیه سازی بترتیب 1.35 برابر افزایش و 1.4 برابر کاهش یافت. در این دو حالت تغییری در خطای 90% بازیابی ها مشاهده نشد. همچنین توانایی های isat در پردازش موازی، با شبیه سازی شعله در شرایط احتراق mild مورد آزمون واقع شد. نتایج، بیانگر افزایش سرعتی در حدود 3.06 برابر نسبت به حالت بدون استفاده از isat بود. گرچه این افزایش سرعت قابل ملاحظه است اما حاکی از وجود معضلاتی در جهت توزیع بار محاسبات سینتیک و همچنین جدول سازی در پردازش موازیِ این الگوریتم به صورت جدول سازی محلی است.