شبیه سازی شعله‌ آرام پیش مخلوط جزئی با استفاده از fgm دو بعدی

در این مقاله، به معرفی روش فلیملت دوبعدی برمبنای رژیم پیش مخلوط پرداخته شده است. این روش ترکیبی از دو روش کاهش سینتیک، یعنی روش فلیملت و روش منیفولد، است. در این روش، شعله چندبعدی به صورت مجموعه ای از شعله های یک بعدی آرام درنظر گرفته می شود (روش فلیملت) و ساختار شعله توسط تعدادی متغیر کنترلی تعیین می شود (روش منیفولد). با استفاده از این مدل، بانک اطلاعاتی متغیر های شیمیایی برحسب متغیرهای کنترلی و پیشرو ساخته می شوند. با حل معادلات متغیرهای پیشرو و کنترلی در طول شبیه سازی خواص مورد نیاز از بانک اطلاعاتی میان یابی می‌شوند. در این مطالعه، به منظور به کارگیری روش فلیملت منیفولد دوبعدی، ابتدا روش فلیملت منیفولد یک بعدی صحت سنجی شد. به منظور صحت سنجی، از نتایج شبیه سازی مستقیم هندسه شعله جریان مخالف گازی پیش مخلوط جزئی با مکانیزم شیمیایی gri2.11 استفاده شد. در مرحله بعد روش فلیملت منیفولد دو بعدی با اضافه کردن پارامتر کسر مخلوط بر یک شعله جریان متقابل با تغییرات نسبت هم ارزی (1-1.8) و نرخ کرنش به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که برای گونه های اصلی و دما روش فلیملت دوبعدی دارای دقت بسیار خوبی بوده و همچنین زمان محاسبات را تا چندین برابر کاهش می دهد. این روش در رژیم پیش مخلوط جزئی نتایج قابل قبولی را به ویژه درکرنش های نسبتا بالا نشان داد.

Simulation of a partially premixed laminar counterflow Flame Using 2D flamelet generated manifold

In this study, a 2D flamelet method is presented based on the premixed regime. This method can be considered as a combination of two existing reduced chemistry approaches i.e. the flamelet and manifold approach. This method shares the idea with the flamelet approaches that a multidimensional flame may be considered as a set of onedimensional flames (flamelet method) and the flame structure is considered by some control variables. By this method, the database of chemical variables is constructed in terms of progress and controlling variables. During flame simulation, conservation equations have to be solved for the controlling variables only and the properties are interpolated from the database. In this research, 2D flamelet generated manifold is applied for laminar counterflow flames with two parameters (progress variable and mixture fraction). Test results of premixed counterflow flame show that detailed chemistry computations are reproduced very well by using 1DFGM with only progress variable. Predictions of temperature and major species mass fractions using 2DFGM have shown very good agreement with detailed chemistry computations especially, in high strain rates. Using the FGM method, the computation time has been reduced several times in simulating flames, demonstrating the enormous potential of the method.