عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی احتراق در محفظه ای با هندسه ایجاد و نگاهداری ورتکس به روش LES/FMDF
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1958;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49362
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- حمید رضا اردشیری
- استاد راهنما
- اصغر افشاری
- چکیده
- در این رساله بررسی جامع عددی بر روی هندسه dump combustor و trapped vortex combustor به انجام رسیده است. برای شبیه سازی گردابه های بزرگ احتراق آشفته در این هندسه ها از یک روش ریاضی محاسباتی هیبریدی ِ اویلری لاگرانژی استفاده شده است. فرمولاسیون جریان آشفته بر اساس مدل تنش مقیاس زیر شبکه استاندارد بوده، همچنین فرمولهای احتراق مقیاس زیرشبکه بر اساس تابع جرم چگالی فیلترشده و معادلات لاگرانژی تصادفی متناظرشان نوشته شده است. برای حل عددی معادلات اویلری لاگرانژی کوپل شده، از الگوریتم مرتبه بالای تفاضل محدود بر روی شبکه چند بلوکی استفاده می شود. برای اعمال سازگاری بین میدان لاگرانژی و اویلری، شرایط مرزی جدیدی توسعه پیدا می کنند. نتایج نشان می دهند که شرایط مرزی اعمال شده بسیار مناسب بوده مخصوصا در نزدیکی مرزها. هر دو حالت واکنشی و غیر واکنشی بررسی و نتایج حاصله با داده های تجربی و دیگر داده های عددی در دسترس مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده از هر دو حالت در تطابق خوبی با داده های تجربی موجود هستند. علاوه بر اینها پارامترهای مختلف برای افزایش کارایی محفظه ها بیان شدند.
- Abstract
- A comprehensive numerical investigation on dump combustor and trapped vortex combustion (TVC) is conducted. A hybrid Eulerian–Lagrangian, mathematical/computational methodology is employed for large eddy simulations of turbulent combustion in these combustors. The formulation for turbulence is based on the standard subgrid-scale stress models and the formulation for subgrid-scale combustion is based on the filtered mass density function (FMDF) and its equivalent stochastic Lagrangian equations. An algorithm based on high-order compact differencing on generalized multiblock grids is used for numerical solution of the coupled Eulerian–Lagrangian equations. New boundary conditions are developed to sustain the consistency between Eulerian and Lagrangian fields. The results show that the improved boundary conditions give better results, especially close to the boundaries as expected. Both non-reacting and reacting cases are studied and the predicted results are compared to experimental data as well as other available numerical results. The results obtained for non-reacting and reacting cases agree well with available experimental data. Additionally the effects of various physical and geometrical parameters on combustor performance are addressed. Mixing and combustion performance are studied at the presence of nozzles, and pipes at combustor inlet and outlet.
