کاهش مکانیزم واکنش متان به کمک روش کمینه‌سازی خطای شبیه‌سازی

کاهش مکانیزم‌های بزرگ یکی از موضوعات مورد علاقه و ضروری در شبیه‌سازی فرایندهای احتراقی است. اهمیت این موضوع از آن جا است که کاهش مکانیزم‌های بزرگ منجر به کاهش زمان و هزینه در شبیه‌سازی‌های احتراقی می‌گردد. هدف اصلی در این پژوهش، کاهش مکانیزم 1359 مرحله‌ای اکسیداسیون متان به روش کمینه‌سازی خطای شبیه‌سازی است. در این روش، فرایند ساخت یک مکانیزم از گونه‌های مهم آغاز می‌شود. به طور عمده با اضافه شدن گونه‌ها که بر اساس نرمالیزه کردن جاکوبی مشخص می‌شوند، چندین مکانیزم پایدار تولید می‌شود. مدل احتراق با هر یک از این مکانیزم‌ها شبیه‌سازی شده و مکانیزمی که خطای کمتر از حد آستانه را تولید کند، انتخاب می‌شود. پارامتر مهم در بررسی دقت مکانیزم‌های کاهشی، تاخیر زمان اشتعال است. نمودارهای رسم شده‌ی تاخیر زمان اشتعال در مدل راکتور همگن با استفاده از نرم افزار شبیه‌ساز احتراق کمکین نشان می‌دهند که مکانیزم‌های کاهشی پیشنهاد شده با دقت خوبی با مکانیزم کامل مطابقت دارد. حداکثر خطا نسبت به مکانیزم کامل برای نتایج مکانیزم کاهش یافته‌ی 10 مرحله‌ای در حدود 12 درصد و برای نتایج مکانیزم‌های کاهش یافته‌ی 100 و 195 مرحله‌ای در حدود 4 درصد می‌باشد. نتایج تاخیر زمان اشتعال در پژوهش حاضر مطابقت خوبی با نتایج عددی و آزمایشگاهی سایر محققین نیز دارد.

reduction of methane reaction mechanism using simulation error minimization method

reduction of large mechanisms is one of the most interesting and necessary subjects in the simulation of combustion processes. the importance of this matter comes from the fact that the reduction of large mechanisms leads to the reduction of time and cost in combustion simulations. the main goal of this research is to reduce the 1359 step mechanism of methane oxidation by simulation error minimization method. in this method, the process of making a mechanism starts from important species. several stablemechanisms are produced, mainly by adding species characterized by jacobian normalization. the combustion model is simulatedwith each of these mechanisms and the mechanism that produces the error below the threshold is selected. an important parameter inchecking the accuracy of reduction mechanisms is the ignition delay time. the graphs of the ignition delay time in the homogeneousreactor model using the chemkin combustion simulator software show that the proposed reduction mechanisms match the globalmechanism with good accuracy. the maximum error compared to the global mechanism for the results of the 10-step reactionmechanism is around 12% and for the results of the 100 and 195-step reaction mechanisms is around 4%. the ignition delay timeresults in the present study are in good agreement with the numerical and experimental results of other researchers.