مدلسازی عددی احتراق اسپری مایع
چکیده
در این پایان نامه، احتراق جت n - dodecane مایع با تقارن محوری را که درون محیط گازی (هوا) پاشیده شده و آن مخلوط می گردد و از نوع 2 بعدی، غیر دائم و توربولانس می باشد در دستگاه مختصات استوانه ای مورد تحلیل عددی قرار داده ایم. برای مدلسازی میدان جریان اسپری از مدل قطرات مجزا که براساس روش اولری - لاگرانژی است استتفاده نموده و توربولانس را با استفاده از مدل k - ?7 پدیده تبخیر را بوسیله معادلات borman & johnson و اتمیزاسون را توسط فرمولاسیون johnson & gosman مدل کرده ایم. واکنش سوختن سوخت ، استوکیومتریک و از فرمول تاخیر در اشتغال ارائه شده توسط hardenberg & hase استفاده شده است . اثرات متقابل جریان دو فازی گاز - قطرات و احتراق نیز بصورت جملات منبع در معادلات ظاهر شده اند. معادلات با روش عددی حجم های محدود منفصل گشته و به جز معادلات بقای فاز گاز بصورت صریح منفصل شدند. وابستگی معادلات تصحیح فشار، همه معادلات را می توان به روش نقطه به نقطه حل نمود و تمهیدات خاصی برای آنها لازم نمی باشد. برای حل معادلات تصحیح فشار از یک line solver استفاده شده که معادلات منفصل شده را در امتداد یک خط از گره ها و در یک مرحله زمانی حل می کند. برای سهولت در حل، این معادلات بفرم 3 قطری در آمده و با استفاده از روش تکرار حل می شوند. بدین ترتیب در مورد زمان از تقریب جلورونده و در مورد گرادیان فشار در معادله ممنتوم از تقریب زمانی عقب رونده استفاده شده که در نهایت منجر به یک تقریب نیمه ضمنی می گردد و می توان با حفظ پایداری معادلات مقدار فاصله زمانی (?t) را بزرک نمود. در جهت مکانی از تقریب ترکیبی که شامل تقریب بالادست و تقریب مرکزی می باشد استفاده شده که بدین لحاظ می توان برای طیف وسیعی از اعداد رینولدز جریان جوابهای دقیق داشت . به جز معادلات منفصل شده بصورت نقطه و نقطه حل می شوند. در مورد معادلات فاز قطره به جز معادلات بقای جرم و انرژی که بصورت نیمه - ضمنی هستند و نیاز به تکرار دارند، بقیه معادلات بفرم صریح می باشند. با این وجود بواسطه اینکه قطرات بدون اندرکنش هستند لذا همه معادلات به نوبت برای هر قطره قابل حل می باشند.