مدلسازی آشفتگی در شعله های برخاسته فواره نفوذی در جریان همسوتحت شرایط پیش گرم و رقیق سازی

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه تهران

چکیده

در این تحقیق، شعله برخاسته فواره (Jet) آشفته نفوذی، که با سازوکار خوداشتعالی پایدار شده، با استفاده از روش معادله انتقال تابع دانسیته احتمال (PDF) بررسی می شود. برای این منظور، از سازوکار شیمیایی پیچیده و مدل اصلاح شده اختلاط ملکولی کِرل(Curl) استفاده می​شود. هدف اصلی در این مطالعه بررسی تاثیر درنظر گرفتن تغییرات دانسیته در مدل آشفتگی نسبت به مدل آشفتگی k-eاستاندارد است. لحاظ کردن تغییرات دانسیته در مدل آشفتگی بر کمیات اسکالر مانند دما و کسر جرمی اجزا و همچنین محل برخاستگی شعله تاثیر محسوسی دارد. نتایج نشان می​دهند محل برخاستگی شعله با درنظر گرفتن تغییرات دانسیته در مدل آشفتگی نسبت به مدل k-eاستاندارد بهتر پیش​بینی شده و به نتایج تجربی نزدیک تر است. بر اساس مطالعات قبلی، مدل k-eاستاندارد نرخ گسترش فواره را در فواره​های مدور بیشتر از مقدار واقعی پیش​بینی می کند. در این مطالعه ملاحظه شد درنظر گرفتن تغییرات دانسیته در مدل آشفتگی نسبت به مدل آشفتگی k-eاستاندارد بهبود توزیع دما و کسر جرمی اجزا در ناحیه برخاستگی شعله و در پایین دست جریان فواره را به همراه دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Turbulence Modeling in a Lifted Diffusion Jet Flame Issuing into a Hot and Dilluted Coflow

نویسندگان [English]

  • سید محمد میرنجفی زاده 1
  • محمدتقی صادقی 2
  • رحمت ستوده قره باغ 2
1
2
چکیده [English]

In this paper, a turbulent lifted diffusion jet flame is studied using the composition probability density function approach in a two-domensional domain with detailed chemistry. The main purpose is to investigate the effect of density variations on scalar fields and lift-off height. For this purpose, the standard k-emodel as well as a modified turbulence model for variable density conditions are employed to investigate the impact of turbulence models on the flame behavior and the place of stabilization. The results show that the best agreement between the numerical results and measurements is achieved using the modified turbulence model. A comparison between the numerical results and measurements shows that the standard k-emodel over-predicts the spreading and decay rates in the jet. Using the velocity-pressure gradient term in the modified turbulence model resolves the relevant problem to a great extent and leads to better results than those of the standard k-emodel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lifted jet flame
  • Density variations
  • Turbulent models
  • Modeling
  • Autoignition