پیش بینی محدوده عدد پرانتل آشفته در جریان احتراقی متان-هوا با استفاده از مدل های مرتبه دوم شار حرارتی آشفته

هدف اصلی در تحقیق پیش رو تخمین عدد پرانتل آشفته در احتراق غیرپیش مخلوط متانهواست. در این راستا، یک جریان احتراقی آشفته غیرپیش مخلوط در شرایط استوکیومتریک، با استفاده از معادلات متوسط گیری شده رینولدز (rans)، به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. برای مدل سازی تشعشع و آشفتگی جریان به ترتیب مدل های جهات گسسته (do) و k−ε ریلایزبل اعمال شده اند. همچنین، برای مدل سازی احتراق آشفته از سه مدل اضمحلال گرداب ه ای (edm)، اضمحلال گرداب ه ای مفهومی (edc) و تابع چگالی احتمال (pdf) استفاده شده است. به همراه مدل edm و edc، مدل مرتبه دوم جبری ggdh و مرتبه بالای آن، یعنی hoggdh، به همراه مدل پخش گرداب ه ای ساده برای جمله شار حرارتی آشفته در معادله انرژی اعمال شده است. مقایسه نتایج عددی مدل sed با فرض پرانتل آشفته 0.85و مدل های مرتبه دوم با مقادیر تجربی موجود نشان می دهد که اعمال مدل های مرتبه دوم شار حرارتی آشفته به طور محسوسی منجر به اصلاح پیش بینی توزیع دما در محفظه احتراق می شود. همچنین، توزیع no    به دست آمده از مدل های مرتبه دوم مطابقت خوبی با مقادیر تجربی موجود دارد. براساس نتایج به دست آمده، در جریان احتراقی مقاله حاضر، مدل ggdh دارای دقت بالاتری نسبت به مدل hoggdh در پیش بینی دما و no است. محاسبه عدد پرانتل آشفته در محفظه احتراق مورد بررسی نشان می دهد که فرض عدد پرانتل 0.85 دور از واقعیت بوده و براساس مدل ggdh،  عدد پرانتل آشفته در نواحی مختلف از 0.25 تا 1.3 متغیر است. در نهایت عدد پرانتل آشفته 0.45 برای جریان احتراقی این پژوهش پیشنهاد شده است.