Skip to main content
SUPERVISOR
احمد سوهان کا راصفهانی (استاد مشاور) محسن دوازده امامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shekoofeh Saberi
شکوفه صابری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Physical and chemical processes in turbulent combustion flows can be explained using continuity, momentum, conservation of energy, conservation of species equations, as well as the thermodynamic equation of state and expressions for calculating reaction rates and their properties. Numerical solution of these equations is almost impossible due to the variations in different quantities of turbulent flow, chemical mechanisms with a high number of species, high gradients in velocity and temperature, and the effects of unsteady flow. In this research, Large Eddy Simulation for modelling turbulent flows has been used to model some diffusion flames. In this method, large scales will be calculated and small scales will be modelled. The laminar flamelet model has been used in order to simulate the combustion part of the problem and estimate the temperature and species field. The most important objective of this investigation is studying the performance of the laminar flamelet model in turbulent combustion flows, analyzing the results, and comparing the results of the LES model to those from Algebraic Scalar Flux and Reynold stress model. In this thesis, first, to validate the Dynamic Smagorinsky subgrid model, backward facing step flow has been studied and the flow separation point and the results associated with the mean velocity were compared with available experimental results. The mean velocity results matched the experimental results, except near the wall. Then, the combustion field resulted from a bluff body was studied using turbulent Large Eddy Simulation, Dynamic Smagorinsky subgrid, and laminar flamelet combustion model. The results from time-averaged velocity field, temperature, mixture fraction, and species mass fraction were compared with the results from the RANS model and the experimental results. The results show that average field of velocity properly matches the experimental results and time averaging range needs to be increased in order to reach higher accuracy in temperature field, mixture fraction and species mass fraction. Keywords: Turbulent combustion, Large Eddy Simulation, Laminar flamelet model, Diffusion flame
فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در جریان های احتراقی مغشوش توسط معادلات پیوستگی، مومنتوم، بقاء انرژی، بقاء گونه ها، و معادلات ترمودینامیکی حالت و عباراتی برای محاسب? نرخ واکنش ها و خواص آن ها تشریح می شوند. حل عددی مستقیم این معادلات به دلیل وجود نوسانات در کمیت های مختلف جریان مغشوش، مکانیزم های شیمیایی با تعداد زیادی از گونه ها، گردایان های شدید در سرعت و دما، و وجود اثرات جریان ناپایا بسیار دشوار و تقریباً غیرممکن است. در این پژوهش جهت مدل سازی شعل? دیفیوژن در جریان احتراقی مغشوش از مدل توربولانسی گردابه های بزرگ برای شبیه سازی جریان مغشوش استفاده شده است. در این روش، مقیاس های بزرگ جریان شبیه سازی شده و مقیاس های کوچک مدل سازی می شوند. برای شبیه سازی بخش احتراقی مسئله و تخمین میدان دما و گونه ها از مدل فلیملت آرام استفاده شده است. مهم ترین هدف این پژوهش تحقیق و بررسی عملکرد مدل احتراقی فلیملت در جریان های احتراقی مغشوش، تحلیل نتایج و مقایس? نتایج حاصل از مدل LES با نتایج حاصل از مدل جبری شار مغشوش اسکالر و تنش رینولدز است. در این پژوهش ابتدا برای اعتبارسنجی مدل زیرشبک? اسماگورینسکی دینامیکی، جریان پشت پله مورد بررسی قرار گرفت و طول نقطه جدایش جریان و نتایج مربوط به سرعت میانگین با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج مربوط به سرعت میانگین به جز در نواحی نزدیک به دیوار با نتایج تجربی مطابقت داشت. در ادامه میدان احتراقی ناشی از یک جسم جریان بند با استفاده از مدل توربولانسی گردابه های بزرگ، زیرشبک? اسماگورینسکی دینامیکی، و مدل احتراقی فلیملت آرام بررسی شد. نتایج مربوط به میدان سرعت، دما، کسر مخلوط، و کسر جرمی گونه ها که متوسط گیری زمانی شده اند با نتایج مدل های RANS و نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج حاصل نشان می دهد که میدان سرعت میانگین با نتایج تجربی انطباق خوبی دارد و برای دستیابی به دقت بیشتر در میدان دما، کسر مخلوط و کسر جرمی گونه ها نیاز است بازه زمانی متوسط گیری افزایش یابد. کلمات کلیدی : جریان احتراقی مغشوش، مدل گردابه های بزرگ، فلیملت آرام، شعله دیفیوژن.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی