Predicción numérica de las características de llamas de spray turbulento utilizando el enfoque de campo estocástico euleriano filtrado acoplado a química tabulada
Autores: Dressler, Louis; Sacomano Filho, Fernando Luiz; Ries, Florian; Nicolai, Hendrik; Janicka, Johannes; Sadiki, Amsini
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Predicción numérica de las características de llamas de spray turbulento utilizando el enfoque de campo estocástico euleriano filtrado acoplado a química tabulada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Campos eulerianos
Campos estocásticos
Simulación de grandes remolinos
Llama de aerosol
Interacción de turbulencia química a subescala
Paquetes computacionales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El método de campos estocásticos eulerianos (ESF), que se basa en la ecuación de transporte de la función de densidad de probabilidad escalar conjunta subrejilla, se aplica a la simulación de grandes remolinos de una llama de spray turbulento diluido. El enfoque se acopla con un método de química tabulada para representar la interacción turbulencia-química subrejilla. Siguiendo un procedimiento euleriano-lagrangiano acoplado bidireccional, el spray se trata como una multitud de paquetes computacionales descritos de manera lagrangiana, cada uno representando un montón de gotas de spray reales. La presente contribución tiene dos objetivos: Primero, se evalúan las capacidades predictivas del marco de modelado comparando los resultados de simulación utilizando 8, 16 y 32 campos estocásticos con datos experimentales disponibles. Al mismo tiempo, los resultados se comparan con estudios anteriores, donde se aplicó el modelo de llama artificialmente engrosada (ATF) a la configuración investigada. Los resultados sugieren que el método ESF puede reproducir las mediciones experimentales de manera razonablemente buena. Las comparaciones con el enfoque ATF indican que los resultados de ESF describen mejor la entrada de la llama en el núcleo frío del spray de la llama. En segundo lugar, se investigan las dinámicas de las contribuciones escalares subrejilla y se comparan las distribuciones de densidad de probabilidad reconstruidas con formas comúnmente presumidas cualitativa y cuantitativamente en el contexto de la combustión de spray. Se demuestra que el método ESF puede ser una herramienta valiosa para evaluar enfoques que dependen de una preintegración de la tabla de búsqueda termoquímica.
Descripción
El método de campos estocásticos eulerianos (ESF), que se basa en la ecuación de transporte de la función de densidad de probabilidad escalar conjunta subrejilla, se aplica a la simulación de grandes remolinos de una llama de spray turbulento diluido. El enfoque se acopla con un método de química tabulada para representar la interacción turbulencia-química subrejilla. Siguiendo un procedimiento euleriano-lagrangiano acoplado bidireccional, el spray se trata como una multitud de paquetes computacionales descritos de manera lagrangiana, cada uno representando un montón de gotas de spray reales. La presente contribución tiene dos objetivos: Primero, se evalúan las capacidades predictivas del marco de modelado comparando los resultados de simulación utilizando 8, 16 y 32 campos estocásticos con datos experimentales disponibles. Al mismo tiempo, los resultados se comparan con estudios anteriores, donde se aplicó el modelo de llama artificialmente engrosada (ATF) a la configuración investigada. Los resultados sugieren que el método ESF puede reproducir las mediciones experimentales de manera razonablemente buena. Las comparaciones con el enfoque ATF indican que los resultados de ESF describen mejor la entrada de la llama en el núcleo frío del spray de la llama. En segundo lugar, se investigan las dinámicas de las contribuciones escalares subrejilla y se comparan las distribuciones de densidad de probabilidad reconstruidas con formas comúnmente presumidas cualitativa y cuantitativamente en el contexto de la combustión de spray. Se demuestra que el método ESF puede ser una herramienta valiosa para evaluar enfoques que dependen de una preintegración de la tabla de búsqueda termoquímica.