بررسی اثرات برهمکنش آشفتگی-تشعشع حرارتی مقیاس زیر شبکه بر روی انتقال انرژی و خواص ترموفیزیکی متغیر با دما به روش شبیه­سازی گردابه­ های بزرگ

هدف از مقاله حاضر، بررسی اثرات برهمکنش میان آشفتگی و تشعشع حرارتی در مقیاس زیر شبکه (sgs tri) بر روی نوسانات انرژی جنبشی آشفتگی و خواص ترموفیزیکی متغیر با دما در یک سامانه احتراقی پیش آمیخته جزئی موسوم به شعله آزمایشگاهی ساندیا دی [1] می­باشد. مدل­ سازی معادلات حاکم بر جریان واکنشی آشفته تراکم ­پذیر توسط رهیافت شبیه­ سازی گردابه ­های بزرگ انجام شد. کمیت­ه ای مقیاس زیر شبکه با استفاده از مدل اسماگورینسکی استاندارد محاسبه گردید. شبیه­ سازی انتقال حرارت تشعشعی با اعمال تقریب 1p و احتساب مولفه چشمه حرارت تشعشعی انجام شد. مولفه جذب حرارت تشعشعی توسط تقریب نوسانات نوری نازک ساده­ سازی شد. سازوکار واکنش شیمیایی احتراق مخلوط متان و هوا شامل 41 گام و 16 گونه بود. تاثیر sgs tri بر روی چگالی فیلترگیری شده مکانی، لزجت گرداب ه­ای، انرژی جنبشی آشفتگی (tke)، نوسانات دما و میزان تشکیل نیتروژن مونوکسید (no) بررسی شد. در نظر گرفتن sgs tri منجر به تغییر مقادیر سرعت و انرژی جنبشی پدیده آشفتگی مقیاس زیر شبکه به ترتیب به میزان 6.70% و 7.40% شد. با این حال، تغییرات مقادیر چگالی مقیاس زیرشبکه و لزجت گردابه­ای در حضور sgs tri قابل چشم­ پوشی بود. همچنین، کسر جرمی فیلترگیری شده آلاینده no به طور میانگین به میزان 17.54% کاهش یافت.