شبیه سازی ادی های بزرگ شعله های سندیا D، E و F با توسعه مدل اشتعال لایه اختلاطی متغیر(VIML) در تولید کتابخانه دوبعدی FGM

کتابخانه فلیملت FGM براساس دو بعد کسر مخلوط و متغیر پیشروی شکل گرفته است. با این کتابخانه امکان شبیه سازی احتراق برای جریان سوخت و اکسنده با ترکیب شیمیایی ثابت وجود دارد. شبیه سازی احتراق با استفاده از مدل فلیملت نیازمند افزایش ابعاد کتابخانه فلیملت به بیش از دو بعد است. شعله های پایلوت دار سندیا ازجمله شعله های با چند جریان ورودی است که از جت سوخت، جریان داغ پایلوت و هوا شکل گرفته اند. افزایش ابعاد کتابخانه فلیملت منجر به افزایش قابل توجه حجم کتابخانه و افزایش هزینه محاسباتی در فرایند بازخوانی و میان یابی داده ها از این کتابخانه می شود. این مقاله به معرفی روشی ابداعی باهدف تولید کتابخانه دوبعدی فلیملت برای میدان جریانی با چند ورودی و یا ترکیب غیرثابت سوخت و اکسنده ورودی می پردازد. روش ابداعی بر پایه روش مدل اشتعال لایه اختلاط (IML) توسعه یافته و مدل اشتعال لایه اختلاطی متغیر (VIML) نام گذاری می شود. برای اعتبارسنجی این مدل پیشنهادی، از شبیه سازی ادی های بزرگ (LES) شعله های سندیا D، E و F با اعداد رینولدز ۲۲۴۰۰، ۳۳۶۰۰ و ۴۴۸۰۰ بهره گرفته شده است. نتایج شبیه سازی ادی های بزرگ نشان می دهد که کتابخانه دوبعدی توانایی مدل سازی میدان جریان را با سه ورودی متفاوت را دارد و می تواند به عنوان جایگزین کتابخانه هایی با ابعاد بیش از دوبعد گردد که منجر به کاهش زمان محاسبه فرایند بازیابی اطلاعات و کاهش حافظه رم  موردنیاز برای ذخیره کتابخانه به مقدار قابل توجهی می شود. نتایج شبیه سازی نشان دهنده همخوانی مناسب مقادیر میانگین و واریانس کسر مخلوط و دما با داده های تجربی برای هر سه شعله است. افزایش عدد رینولدز باعث افزایش خطا قبل از توسعه جریان جت در محاسبه دما شده که ناشی از عدم دقت در پیش بینی کسر مخلوط در آن محدوده است.  

کلیدواژه ها:

کتابخانه فلیملت ، شعله سندیا ، مدل اشتعال لایه اختلاطی متغیر ، شبیه سازی ادی های بزرگ