در کار حاضر مقایسه اثرات چند سینتیک شیمیایی کلی در شبیه‌سازی 3 بعدی احتراق متان، توسط مجموعه کد متن‌باز اپن‌فوم، در یک محفظه احتراق افقی که دارای شعله برخاسته می‌باشد، مورد نظر است. هدف از این مقایسه، مشاهده اثرات سینتیک‌های کلی یک، دو و چهار مرحله‌ای بر سرعت، توزیع گونه‌ها و دما است. در این شبیه‌سازی، معادلات بقا و حالت بطور همزمان حل و معادلات مشتق جزئی توسط روش حجم محدود گسسته می‌گردند. اثرات آشفتگی با روش k-ε، تابش با مدل P1 و برهم‌کنش آشفتگی و احتراق با روش PaSR محاسبه می‌شوند. نتایج عددی به وسیله‌ی داده‌های آزمایشگاهی محفظه احتراق استوانه‌ای صحت سنجی گردید. نتایج نشان می‌دهد که سینتیک‌های مذکور دارای اختلاف در نتایج سرعت، دما و گونه‌ها در یک‌سوم انتهایی محفظه که محل استقرار شعله است، می‌‌باشند و مکان شعله را متفاوت از یکدیگر پیش‌بینی می‌کنند و سینتیک‌های 4مرحله‌ای دارای دقت بهتری نسبت به نوع 2مرحله‌ای هستند. در بین مکانیزم‌های 4مرحله‌ای مدل JL دارای دقت و زمان محاسبات بیشتری است، سینتیک‌های یک مرحله‌ای قادر به حفظ شعله‌ی برخاسته نبودند. نوع 2مرحله‌ای نسبت به نتایج تجربی شعله را در پایین‌دست و مدل کیم نسبت به نتایج تجربی شعله را در بالادست بازسازی می‌کند.

واژه‌های کلیدی: شبیه‌سازی احتراق، متان، سینتیک شیمیایی، اپن‌فوم، واکنش‌گاه آمیخته‌ی جزئی

متن کامل [PDF 1487 kb]   (6107 دریافت)