مدل سازی و شبیه سازی رفتار شعله با استفاده از مدل های احتراقی فلیملت پایا و گذرا

پایان نامه
چکیده

کاهش آلاینده های محیط زیست ناشی از احتراق در سیستم های نیرو محرکه، یکی از چالش های اساسی محققان می باشد. پیش بینی دقیق محصولات و درجه حرارت میدان احتراق برای اطلاع از منابع این آلایندهها، امری ضروری است. به همین دلیل در سال های اخیر شبیه سازی جریان های احتراقی مغشوش مورد توجه واقع شده است. برای شبیه سازی این جریانها به یک مدل احتراقی مناسب، نیاز می باشد. مدل فلیملت به دلیل ویژگی های متعدد از جمله جدا نمودن واکنش های شیمیایی از میدان جریان مغشوش، یکی از مهم ترین و پرکاربردترین مدل های ارائه شده در مقالات می باشد. هم چنین فرض حالت ناپایا درمدل سازی پدیده های پیچیده ی فیزیکی مانند انتقال حرارت تابشی و فرآیند های شیمیایی کند (تشکیل آلاینده ها)، نتایج بهتری نسبت به فرض حالت پایا بدست می آورد. هدف از این پژوهش مشاهده ی کاربرد مدل فلیملت پایا و ناپایا در شبیه سازی شعله های نفوذی مغشوش بلاف بادی و شعله ی جت می باشد. به همین منظور ابتدا یک بانک اطلاعاتی در حالت پایا برای دما و نسبت جرمی گونه های شیمیایی ایجاد می شود. این بانک اطلاعاتی از حل شعله های دیفیوژن ساده (فلیملت) با فرض عدد لوئیس واحد و غیر واحد در فضای نسبت مخلوط بدست می آید. اثرات آشفتگی بر روی فلیملت ها نیز به وسیله ی پارامترهای نسبت مخلوط و نرخ استهلاک اسکالر بر اساس تابع چگالی احتمال اعمال می شود. کنش و واکنش شیمیایی-توربولانس به وسیله ی انتگرال گیری کمیت های متفاوت بر مبنای تابع چگالی احتمال انجام می شود. با استفاده از این انتگرال گیری، مقادیر متوسط کسر جرمی گونه های شیمیایی و دما بدست می آید. اثرات گذرایی در مرحله ی پس پردازنده با استفاده از مدل فلیملت ناپایا در نظر گرفته می شود. در این مدل برای تولید فلیملت های ناپایا به نرخ استهلاک اسکالر میانگین مشروط وابسته به زمان، نیاز بوده که بوسیله ی در نظر گرفتن یک ذره ی ردیاب فلیملت ناپایا بدست می آید. هم چنین احتمال پیدا کردن فلیملت ناپایا بوسیله ی این ذره ی ساختگی، از حل نمودن یک معادله ی انتقال اسکالر ناپایا بر روی حل همگرا شده ی فلیملت پایا در کل منطقه ی حل، محاسبه می شود. پیش بینی های سرعت، نسبت مخلوط میانگین و واریانس آن با استفاده از مدل اصلاح شده ی k-? همخوانی خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهد. مقایسه ی محاسبات حالت پایا و ناپایا نشان می دهد که اثرات گذرایی تاثیر زیادی بر روی گونه های اصلی شامل oh نداشته و در نتیجه ساختار شعله می تواند بوسیله ی روش پایا یا ناپایا به خوبی پیش بینی شود. از این رو پیش بینی های دما و نسبت جرمی گونه های اصلی با استفاده از مدل فلیملت پایا همخوانی خوبی با نتایج تجربی دارد. ولی شبیه سازی های حالت پایا با استفاده از دو مکانیزم شیمیایی gri3.0 و gri2.11، نسبت جرمی گونه ی no را خیلی بیشتر از مقدار واقعی پیش بینی می نماید. . هم چنین مکانیزم gri3.0 با بکارگیری هر دو مدل فلیملت پایا و ناپایا no را بیش از حد پیش بینی می نماید. در عین حال، نسبت جرمی گونه ی no در مدل فلیملت ناپایا با استفاده از مکانیزم gri2.11 و درنظر گرفتن تشعشع، با داده های تجربی همخوانی خوبی دارد. در نتیجه اثرات گذرایی در فرآیند های کندی مانند تشکیل no و پدیده های پیچیده ای هم چون انتقال حرارت تابشی مهم می باشد.

منابع مشابه

شبیه­ سازی شعله­ نفوذی متان/ هیدورژن با استفاده از مدل‌های احتراقی فلیملت پایا و ناپایا

کاهش آلاینده‌های محیط زیست ناشی از احتراق در سیستم‌های نیرو محرکه یکی از چالش­ های اساسی محققان است. برای اطلاع از منابع این آلایندهها، پیش‌بینی دقیق محصولات و دمای میدان احتراق امری ضروری است. به همین دلیل، در سال‌های اخیر، شبیه‌سازی جریان‌های احتراقی مغشوش مورد توجه واقع شده است. برای شبیه‌سازی این جریانها به یک مدل احتراقی مناسب، نیاز است. مدل فلیملت، به ­دلیل ویژگی‌های متعدد ازجمله جداکردن ...

متن کامل

مدل سازی عددی اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در موتورهای دیزل پاشش مستقیم امروزی، فرآیندهای اسپری و احتراق آن، از طریق اختلاط کنترل می‌شوند. در روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ به دلیل اینکه مقیاس‌های بزرگ جریان به طور مستقیم حل می‌شوند و مقیا سهای کوچک مدل می‌شوند، بنابراین اختلاط هوا و بخار سوخت به روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ بهتر پیش بینی می‌شود و در نتیجه قابلیت پیش بینی مشخصات جریان واکنشی افزایش می یابد. در این پژوهش اغتشاش در جریان ...

متن کامل

مدل سازی و شبیه سازی رفتار کمانشی نانو سیم های سیلیسیم و با استفاده از روش مکانیک ساختاری

در این مقاله با استفاده از روش مکانیک ساختاری و نرم افزار ABAQUS نانو سیم‌های سیلیسیم و مدل‌سازی و تحلیل شده است. میدان‌های نیروی بکار گرقته شده جهت مدل‌سازی در این مطالعه، میدان نیروی DREIDING است. در این تحلیل بار بحرانی کمانشی برای ضخامت-های 1 تا 4 نانومتر با طول‌های 5/0 تا 20 نانومتر محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد بار بحرانی کمانشی در نسبت های طول به ضخامت نانوسیم، کمتر از 10 از رابطه او...

متن کامل

شبیه سازی عددی احتراق مغشوش در مشعل کانال به روش مدل فلیملت آرام پایا و گذرا

هدف از این پژوهش مشاهده ی کاربرد مدل فلیملت پایا و گذرا در شبیه سازی شعله های نفوذی مغشوش بلاف بادی، پایلوت و مشعل کانال است. پیش بینی دقیق گونه های آلاینده بسیار مهمی مانند no و co با استفاده از مدل فلیملت گذرا به عنوان مناسب ترین مدل در این زمینه مهم ترین ویژگی این پژوهش است. توسعه مدل گذرای ذره اویلری از یک ذره به چند ذره از دیگر اهداف این پژوهش است.

مطالعه عددی تاثیر سینتیک شیمیایی و مدل تشعشعی بر میدان دما و سرعت در احتراق گاز طبیعی- اکسیژن با استفاده از مدل احتراقی فلیملت پایا

هدف مطالعه حاضر بررسی تاثیر سینتیک شیمیایی و مدل تشعشعی در شبیه‌سازی احتراق گاز طبیعی- اکسیژن با استفاده از مدل احتراقی فلیملت است. بدین منظور از سه سینتیک شیمیایی C1_C3، DRM22 و GRI3.0 جهت بررسی سینتیکی و از دو مدل تشعشعی DO و P1 به‌منظور بررسی تاثیر مدل تشعشعی استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از در نظر گرفتن انتقال حرارت تشعشعی با شرایط بدون تشعشع نیز مقایسه شده است. نتایج حاصل از مدل فلیمل...

متن کامل

شبیه سازی رفتار آویزش پارچه با استفاده از مدل جرم و فنر

شبیه سازی رفتار آویزش پارچه از موضوعات مورد توجه در بسیاری از رشته ها از جمله مهندسی نساجی و رایانه است. روش های  گوناگونی برای شبیه سازی رفتار آویزش پارچه توسط پژوهشگران ارائه شده است که از میان آن ها شبیه سازی براساس مدل جرم و فنر به دلیل سرعت و انعطاف پذیری، کاربرد گسترده تری دارد. در این پژوهش، یک مدل جرم و فنر برای شبیه سازی رفتار آویزش پارچه تاری پودی ارائه شده است. سپس، نتایج شبیه س...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023