Implicaciones de usar forzamiento escalar para mantener la estratificación de la mezcla de reactantes en simulaciones numéricas directas de combustión turbulenta
Autores: Brearley, Peter; Ahmed, Umair; Chakraborty, Nilanjan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Implicaciones de usar forzamiento escalar para mantener la estratificación de la mezcla de reactantes en simulaciones numéricas directas de combustión turbulenta
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Propuesto
Forzamiento escalar
Combustión turbulenta
Fracción de mezcla
Forzamiento de velocidad
Combustión estratificada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Un esquema de forzamiento escalar propuesto recientemente que mantiene la media de la fracción de mezcla, la raíz cuadrada media y la función de densidad de probabilidad en el gas no quemado puede llevar a un estado estadísticamente cuasi-estacionario en simulaciones numéricas directas de combustión estratificada turbulenta cuando se combina con forzamiento de velocidad. El forzamiento escalar junto con el forzamiento de turbulencia conduce a mayores valores de velocidad de combustión turbulenta y área de superficie de llama en comparación con simulaciones no forzadas para mezclas de combustible globalmente pobres. La inhomogeneidad sostenida de la mezcla de gas no quemado cambia las participaciones porcentuales de los elementos de llama soportados por la parte trasera y delantera en comparación con las simulaciones no forzadas, y este efecto es particularmente evidente para altas intensidades de turbulencia. El forzamiento escalar no afecta significativamente las tasas de liberación de calor debido a diferentes modos de combustión y la tasa de micro-mezcla dentro de la llama caracterizada por la tasa de disipación escalar de la variable de progreso de reacción. Por lo tanto, el forzamiento escalar tiene un potencial significativo para permitir estudios paramétricos detallados y proporcionar estadísticas promediadas en el tiempo bien convergentes para la combustión de mezclas estratificadas utilizando Simulaciones Numéricas Directas en configuraciones canónicas.
Descripción
Un esquema de forzamiento escalar propuesto recientemente que mantiene la media de la fracción de mezcla, la raíz cuadrada media y la función de densidad de probabilidad en el gas no quemado puede llevar a un estado estadísticamente cuasi-estacionario en simulaciones numéricas directas de combustión estratificada turbulenta cuando se combina con forzamiento de velocidad. El forzamiento escalar junto con el forzamiento de turbulencia conduce a mayores valores de velocidad de combustión turbulenta y área de superficie de llama en comparación con simulaciones no forzadas para mezclas de combustible globalmente pobres. La inhomogeneidad sostenida de la mezcla de gas no quemado cambia las participaciones porcentuales de los elementos de llama soportados por la parte trasera y delantera en comparación con las simulaciones no forzadas, y este efecto es particularmente evidente para altas intensidades de turbulencia. El forzamiento escalar no afecta significativamente las tasas de liberación de calor debido a diferentes modos de combustión y la tasa de micro-mezcla dentro de la llama caracterizada por la tasa de disipación escalar de la variable de progreso de reacción. Por lo tanto, el forzamiento escalar tiene un potencial significativo para permitir estudios paramétricos detallados y proporcionar estadísticas promediadas en el tiempo bien convergentes para la combustión de mezclas estratificadas utilizando Simulaciones Numéricas Directas en configuraciones canónicas.