شبیه سازی عددی احتراق غیرپیش آمیخته در موتور میکروجت به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

در این پژوهش، فرایند احتراق غیرپیش آمیخته در یک موتور میکروجت با رویکرد شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف اصلی تحقیق، تحلیل دقیق توزیع دما، سرعت جریان و گونه های شیمیایی حاصل از واکنش های احتراقی و ارزیابی تاثیر شرایط عملیاتی بر عملکرد محفظه احتراق است. برای دستیابی به این هدف، از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده و شبیه سازی با بهره گیری از نرم افزار ANSYS Fluent انجام پذیرفته است. در این شبیه سازی، مدل آشفتگی k-ε استاندارد به منظور توصیف رفتار جریان آشفته و مدل احتراقی Non-Premixed Combustion برای مدل سازی واکنش های شیمیایی به کار گرفته شد. نتایج محاسبات عددی نشان می دهد که افزایش نرخ جریان ورودی سوخت و هوا منجر به بهبود فرایند اختلاط در ناحیه احتراق و در نتیجه کاهش تشکیل آلاینده های خروجی از جمله NOx و CO می شود. همچنین مشخص گردید که بهینه سازی هندسه محفظه احتراق می تواند پایداری شعله را ارتقا داده و توزیع یکنواخت تری از دما و غلظت گونه های واکنشی فراهم کند. یافته های این تحقیق با داده های تجربی منتشر شده در مطالعات پیشین هم خوانی مناسبی داشته و نشان می دهد که بهره گیری از روش های شبیه سازی عددی می تواند به عنوان ابزاری کارآمد در طراحی و بهینه سازی موتورهای میکروجت مورداستفاده قرار گیرد.