| Περίληψη: | Σε προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας τρισδιάστατων τυρβωδών ροών, η εκμετάλλευση λεπτομερών μοντέλων χημείας και μεταφοράς συχνά δημιουργεί την ανάγκη και τις απαιτήσεις για υψηλό κόστος σε επεξεργαστική ισχύ και χρήση μνήμης. Για να διατηρηθεί η πρακτικότητα και η ευελιξία τέτοιων προσομοιώσεων, η χημεία της καύσης συχνά αντιπροσωπεύεται από μοντέλα μειωμένων μηχανισμών αντίδρασης
Αυτή η διπλωματική παρουσιάζει την ανάπτυξη ενός τέτοιου μειωμένου χημικο-κινητικού σχήματος, για τη οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες του επτανίου (n-heptane); Το σχήμα αυτό είναι κατάλληλο για εφαρμογές προσομοιώσεων σε πολύπλοκες πρακτικές τυρβώδεις φλόγες.
Μέσω συνδυασμού των μεθοδολογιών του Γραφήματος Κατευθυνόμενου Συσχετισμού (Directed Relation Graph, DRG) και της μεθοδολογίας της Πλήρους Ανάλυσης Ευαισθησίας Συστατικών, (Full Species Sensitivity Analysis, FSSA), ένας εκτενής λεπτομερής σκελετικός μηχανισμός 65 συστατικών μειώθηκε συστηματικά σε ένα μοντέλο κατάλληλο για ατμοσφαιρικές συνθήκες και καύση υπό φτωχές έως στοιχειομετρικές συνθήκες. Η τελική αφαίρεση τον ανάλογων αντιδράσεων και συστατικών κατέστη δυνατή χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία της Ανάλυσης των Ροών των Αντιδράσεων (Reaction Path Flux Analysis), αποδίδοντας τελικά ένα μικρό σκελετικό χημικο σχήμα 25 συστατικών και 69 αντιδράσεων.
Ειδική προσοχή δόθηκε για να αποφευχθεί η ανάγκη συστηματικού συμψηφισμού, μέσω προσθαφαίρεσης αντιδράσεων (lumping) και η αξιοποίηση συνολικών συνθετών χημικοκινητικών ρυθμών αντίδρασης, συνήθως εκφραζόμενων ως μη-γραμμικών αλγεβρικών συνδυασμών, από τα επιμέρους στοιχειώδη βήματα τα οποία είχαν αφαιρεθεί. Επιπροσθέτως διατηρήθηκαν πλήρωνες τα περισσότερα σημαντικά ριζικά και ένας πολύ σημαντικός αριθμός από τους ενδιάμεσους, ελαφρύτερης αλυσίδας, υδρογονάνθρακες για να διασφαλιστεί η σωστή αποσύνθεση και οξείδωση του κυρίου υδρογονάνθρακα. Μια σειρά από 0-D και 1-D πλήρως προαναμεμειγμένες στρωτές φλόγες, φλόγες αντιρροής, υπολογίστηκαν κατά την επαναληπτική διαδικασία πιστοποίησης.
Η αξιολόγηση της αξιοπιστίας του μηχανισμού έγινε μέσω συμπληρωματικών υπολογισμών και συγκρίσεων με αποτελέσματα από τον βασικό μηχανισμό των 65 συστατικών όπως επίσης και με διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα. Οι συγκρίσεις κατέδειξαν ότι το παραχθέν σχήμα παρουσιάζει μια πολύ ικανοποιητική συμφωνία με αυτά τα δεδομένα για όλη την περιοχή των παραμέτρων για τις οποίες αναπτύχθηκε.
|
|---|
