بررسی عملکرد مدل ریزشعله در شبیه‌سازی خاموشی شعله‌های نیمه‌پیش‌مخلوط

هدف از این پژوهش بررسی کارایی مدل ریزشعله آرام در شبیه‌سازی شعله‌های آشفته نیمه‌پیش‌مخلوط و خاموشی آن‌هاست. هندسه مورد نظر، یک مشعل جت آشفته پیلوت‌دار است که مقدار پیش‌مخلوط بودن شعله را می‌توان با کنترل کردن مقدار پس‌روی مجرای ورودی سوخت در داخل مجرای ورودی هوا کنترل کرد. این پیکربندی امکان بررسی پایداری شعله‌های پیش‌مخلوط، غیرپیش‌مخلوط و طیف وسیعی از شعله‌های نیمه‌پیش‌مخلوط را فراهم می‌کند. در این پژوهش با کمک روش خمینه ریزشعله در چهارچوب روش رینولدز-متوسط به شبیه‌سازی این شعله‌ی آشفته در مقادیر مختلفِ پس‌روی و با شرایط اولیه مختلف پرداخته‌ و از نتایج برای بررسی دقت این مدل در مقابل نتایج تجربی در شبیه‌سازی و پیش‌بینی مرز خاموشی استفاده شده‌است. با مقایسه نتایج این پژوهش با مقادیر تجربی می‌توان مشاهده‌کرد که روش ریزشعله توانایی شبیه‌سازی مقدار بهینه‌ی پس‌روی و همچنین مشخصات جریان با دقت بالا را دارد، اما محدوده‌ی پایداری شعله را کمتر از مقدار واقعی و خاموشی را در سرعت‌های نسبی کمتری تخمین می‌زند.

investigation of the performance of flamelet models in predicting the blow-off in partially-premixed flames

the importance of computational combustion models is undeniable. there are various models and approaches for solving such flow fields. with each of them having its advantages and disadvantages, finding each method s accuracy and limit is essential. this study aims to investigate the performance of the laminar flamelet model in modeling the partially premixed turbulent flames and their blow-off limits. the configuration used in this study, which is the same as at the university of sydney’s experiment, is a turbulent piloted jet in which the premixed level can be controlled by the recess of the fuel jet inside the oxidizer jet. in this configuration, recessing the fuel jet results in higher premixed levels, and therefore, gives us the ability to study a wide range of partially premixed flames, fully premixed and non-premixed flames. in this study, the flamelet manifold generated model with reynolds-averaged methods is utilized to simulate a turbulent flame in different levels of recess and initial conditions in order to assess the accuracy of this model in predicting flow-field specifications, flame dimensions, and blow-off limits. comparing these data with the experimental data available from the same flame, the fgm model is concluded to be accurate in calculating the flow-field specifications. furthermore, it can predict the blow-off trend based on recess level, but this model underpredicts the blow-off limit of the flames.