مقایسه اثرات چند سینتیک شیمیایی کلی بر شبیه سازی سه بعدی شعله برخاسته متان

در کار حاضر مقایسه اثرات چند سینتیک شیمیایی کلی در شبیه سازی ۳ بعدی احتراق متان، توسط مجموعه کد متن باز اپن فوم، در یک محفظه احتراق افقی که دارای شعله برخاسته می باشد، مورد نظر است. هدف از این مقایسه، مشاهده اثرات سینتیک های کلی یک، دو و چهار مرحله ای بر سرعت، توزیع گونه ها و دما است. در این شبیه سازی، معادلات بقا و حالت بطور همزمان حل و معادلات مشتق جزئی توسط روش حجم محدود گسسته می گردند. اثرات آشفتگی با روش k-ε، تابش با مدل P۱ و برهم کنش آشفتگی و احتراق با روش PaSR محاسبه می شوند. نتایج عددی به وسیله ی داده های آزمایشگاهی محفظه احتراق استوانه ای صحت سنجی گردید. نتایج نشان می دهد که سینتیک های مذکور دارای اختلاف در نتایج سرعت، دما و گونه ها در یک سوم انتهایی محفظه که محل استقرار شعله است، می باشند و مکان شعله را متفاوت از یکدیگر پیش بینی می کنند و سینتیک های ۴مرحله ای دارای دقت بهتری نسبت به نوع ۲مرحله ای هستند. در بین مکانیزم های ۴مرحله ای مدل JL دارای دقت و زمان محاسبات بیشتری است، سینتیک های یک مرحله ای قادر به حفظ شعله ی برخاسته نبودند. نوع ۲مرحله ای نسبت به نتایج تجربی شعله را در پایین دست و مدل کیم نسبت به نتایج تجربی شعله را در بالادست بازسازی می کند.

کلیدواژه ها:

Combustion Simulation ، Methane ، Chemical Kinetic ، OpenFoam ، PaSR ، شبیه سازی احتراق ، متان ، سینتیک شیمیایی ، اپن فوم ، واکنش گاه آمیخته ی جزئی