ناصر سراج مهدیزاده - دانشگاه صنعتی امیرکبیر- قطب علمی هوافضای محاسباتی، استادیار دانشکده
علی صادقی نیچکوهی - کارشناس ارشد هوافضا
علیرضا شاکری - دانشجوی دکتری هوافضا

یکی از مهمترین معضلات سیستمهای احتراقی، پایداری شعله می باشد. یکی از روشهای پایدار سازی شعله، استفاده از سیستم احتراقی پس اختلاط Co-Flow می باشد. در این مقاله احتراق پس اختلاط سوخت متان با اکسید کننده هوا در یک محفظه احتراق Co-Flow بصورت عددی مدلسازی شده است. معادلات حاکم شامل معادله بقای جرم، بقای اجزا، بقای مومنتم و بقای انرژی می باشد. برای مدلسازی توربولانس از معادلات k-ε استفاده شده است. با توجه به اینکه جریان سیال بصورت تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده، لذا از الگوریتم سیمپل برای کوپله کردن میدان سرعت و میدان فشاری استفاده شده است. برای مدلسازی احتراق، ابتدا با فرض واکنش شیمیایی یک مرحله ای و استفاده ازمدل اتلاف گرداب با نرخ محدود (Eddy Dissipation Finite Rate) و مدل اتلاف گرداب با نرخ واکنشی سریع (Eddy Dissipation Fast Chemistry) استفاده شده است. سپس با استفاده از سینتیک شیمیایی چند مرحله ای و روش تابع دانسیته احتمال (Probability Density Function) یا (PDF)، به مطالعه ساختار شعله دیفیوژن پرداخته می شود. در تابع دانسیته احتمال از تابع آماری بتا استفاده شده استب. برای مطالعه اثرات سینتیک شیمیایی، از مکانیزم اسکلتی سانگ و همکارانش (Sung et.al,) استفاده شده است. در پایان اعتبار نتایج حاصل از حل عددی با نتایج تجربی بوضوح دیده می شود. همچنین نتایج مدلهای احتراقی نیز با یکدیگر مقایسه شده است.

شعله نفوذی- اتلاف گرداب - تابع دانسیته احتمال- نرخ محدود- احتراق توربولنت