اهمیت استفاده از مدل احتراقی و زیرشبکه‏‌ی مناسب به‌منظور مدل‌سازی الگوی جریان در آتش استخری بزرگ‌مقیاس

در این مقاله به کمک روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ رفتار آتش استخری بزرگ مقیاس مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی کارایی مدل‌های احتراقی مختلف در شبیه‌سازی آتش و همچنین بررسی سازگاری مدل احتراقی با مدل زیرشبکه، دو مدل احتراقی اضمحلال گردابه و سینتیک سریع در دو حالت مدل زیرشبکه اسماگورینسکی و تک معادله‌ای، مورد ارزیابی قرارگرفته شد. در حالت کلی مدل احتراقی سینتیک سریع با پیش بینی بیش از حد احتراق، میزان سرعت و دما را مقداری بیشتر از نتایج تجربی مدل می کند، اما مدل احتراقی اضمحلال گردابه به علت استفاده از زمان مشخص ه اغتشاشی و نفوذ می‌تواند احتراق را دقیق‌تر مدل کند و در نتیجه نتایج میدان سرعت و دما را دقیق تر پیش بینی می‌کند. همچنین مدل احتراقی اضمحلال گردابه در حالتی که از مدل زیرشبکه تک معادله‌ای استفاده شود، بهترین مدل در پیش بینی میدان سرعت است به نحوی که در مقاطعی از میدان حل با اختلاف حدود 10 5 درصد در محدود ه نتایج تجربی قرار می‌گیرد، اما مدل احتراقی سینتیک سریع بر خلاف مدل اضمحلال گردابه زمانی که با از مدل زیرشبکه اسماگورینسکی استفاده شود، نتایج بهتری ارائه می‌دهد و زمان یکه با مدل زیرشبکه تک معادله‌ای به کار رود، نتایج میدان سرعت را با دقت پائین‌تری، مدل می‌کند.

The Importance of the Compatible Combustion and Sub-grid Scale Models on the Simulation of Large-Scale Pool Fire

In this paper, largescale pool fire behavior has been investigated with large eddy simulation. In order to investigate the efficiency of various combustion models in the pool fire simulation, two combustion models of the eddy dissipation model and infinite fast chemistry in two subgrid scale models of Smagorinsky and one equation was evaluated. The infinite fast chemistry model has an over prediction in the reaction rate and flame temperatures in the simulation of pool fire. In addition, the eddy dissipation model, due to the use of time characteristic of turbulence and diffusion, has more accurate results in the prediction temperature field and flow behaviors. The eddy dissipation model with one equation subgrid scale model has better prediction for the velocity field and there is a difference of about 5–10 % with the experimental measurements. However, the infinite fast chemistry combustion model can better fit with the Smagorinsky subgrid scale than one equation subgrid scale model in the simulation of pool fire. The numerical results predicted by the different combustion models and subgrid models for vertical velocity along the central line are in the range of experimental results, and almost all models predict the vertical velocity in this line, good.