LES/FDF ve LS2T modelleri kullanılarak türbülanslı yanma modellemesi

Yüksek doğruluklu türbülans modellerine ve ayrıntılı kimyaya sahip yanma simülasyonları, zaman ölçeğindeki yayılım ve küçük integrasyon adımlarının toplam maliyeti nedeniyle ortaya çıkan yüksek hesaplama gücüne gereksinim duyar. Yerel öz-benzerlik tablosu (LS2T) adı verilen bir hibrit reaksiyon mekanizması indirgeme yöntemi kullanılarak hesaplama gücündeki artıştan kaçınılabilir. LS2T, birkaç baskın tür reaksiyonunu doğrudan çözerken ve diğer türlerin baskın olanlar üzerindeki etkilerini önceden hesaplanmış tablolardan veri alarak hesaplar. Bu çalışma, LS2T yönteminin farklı yakıtlar ve yanma fiziği ile yüksek doğrulukta 3B yanma simülasyonlarına uygulanmasına dayanmaktadır. Yöntemi sınamak amacıyla seçilen test koşulları, önceden karıştırılmış metan yanması olan Sandia Flame-D ve önceden karıştırılmamış n-dodekan yanması olan Sandia Spray-A'dır. Yanma simülasyonları, simülasyonun doğruluğunu artırmak ve herhangi bir ilave reaksiyon modelinin kullanılmasını önlemek için türbülans çözücü olarak büyük girdap benzeşim yöntemi (LES) ve türlerin taşınımı için taşınan olasılık yoğunluk işlevi (TPDF) kullanır. Bu çalışma, 3B yanma problemine LS2T yaklaşım uygulamasının Sandia Flame-D simülasyonu kullanılarak yapılmış ilk örneğidir. Aynı zamanda bu çalışma 3B çözümlenmiş bir alanda LES ve TPDF kullanılarak yürütülen ilk Spray-A simülasyonunu da içermektedir. Tez raporu, hem test senaryolarının hem de uygulanan kimya azaltma tekniklerinin LES yanma analizleriyle ilgili geniş literatür araştırmasını, kullanılan tüm fizik çözüm yöntemlerinin ardındaki ayrıntılı bir teoriyi, çalışma için uygulanan hesaplama yöntemlerini, 0B ve 3B analiz sonuçları ve ilgili tartışmalarını içerir. Sonuçlar, LS2T yönteminin kullanılmasıyla, kabul edilebilir bir hesaplama yükü ile yüksek doğruluk elde etmenin ve ayrıntılı kimyaya benzer sonuçlar üretmenin mümkün olduğunu göstermektedir.