پديد آورنده :
احمدي، محمدجواد
عنوان :
شبيهسازي عددي شعلهي غيرپيشمخلوط بلاف‌بادي با استفاده از روش FPV
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
شانزده، 149ص. : مصور، جدول، نمودار.
استاد راهنما :
محسن دوازده‌امامي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم‌پور
توصيفگر ها :
مدل فليملت , مدل FPV , شعلهي غيرپيشمخلوط , شعلهي بلاف-بادي , تابع چگالي احتمال , شبكهي عصبي مصنوعي , كتابخانهي فليملت
استاد داور :
محمود اشرفي‌زاده، سعيد مرتضوي
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/07/27
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/07/29
چكيده فارسي :
چكيده با اهميت يافتن مسائل زيست محيطي و كاهش روزافزون منابع سوختهاي فسيلي بهينهسازي مصرف سوخت و كاهش غلظت آاليندههاي احتراق به يكي از مهمترين دغدغههاي پژوهشگران اين حوزه تبديل شده است ازاينرو پيشبيني دما و غلظت محصوالت احتراقي هدف اصلي بسياري از پژوهشگران در سالهاي اخير ميباشد با توجه به اهميت شعلهي بالف بادي و كاربرد آن در صنعت اين نوع شعله در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت در اين پژوهش از مكانيزم سينتيك شيميايي 0 3 GRI Mech استفاده گرديد و پس از توليد كتابخانهي فليملت با استفاده از نرمافزارهاي فلوئنت كانترا و كمكين مشاهده شد كه جوابهاي حاصل از نرمافزارهاي كانترا و كمكين بسيار مشابه يكديگر هستند درحاليكه نتايج حاصل از فليملت فلوئنت با ديگر نرمافزارها متفاوت است پس از تشكيل كتابخانهي فليملت با اعمال دو تابع چگالي احتمال بتا و گوسين فيلترشده و تشكيل جدول جستجو عملكرد اين دو تابع براي شعلهي آدياباتيك بالف بادي با استفاده از مدل فليملت بررسي شد و اين نتيجه به دست آمد كه تابع بتا نسبت به تابع گوسين فيلترشده توزيع دما و كسر جرمي گونهها را دقيقتر پيشبيني ميكند پس از انتخاب تابع بتا به عنوان تابع چگالي احتمال مناسب براي متغير كسر مخلوط شعلهي آدياباتيك بالف بادي با استفاده از مدل احتراقي FPV شبيهسازي شد براي اين شبيهسازي ابتدا با استفاده از برنامهي پيشپردازش و فليملت ساخته شده توسط كانترا مجموعهاي از داده ها با سه ورودي كسر مخلوط واريانس كسر مخلوط و متغير پيشرفت واكنش و خروجي نرخ استهالك اسكالر استخراج گرديد و سپس براي ميانيابي دقيق در برنامه يك شبكهي عصبي مصنوعي بر اين دادهها ساخته شد و پس از حل شبكهي عصبي ضرايب وزن و باياس اين شبكه به برنامهي اصلي داده شد و شعله با استفاده از مدل FPV شبيهسازي شد در اين شبيهسازي براي حل ميدان دما از دو روش حل معادلهي انرژي و ميانيابي از جدول جستجو استفاده شد كه در نتايج حاصل از اين دو روش تفاوت چشمگيري مشاهده نشد با مقايسهي نتايج با دادههاي تجربي مشاهده شد كه در هر دو روش تخمين دما نتايج حاصل از مدل FPV از دقت بيشتري نسبت به نتايج مدل فليملت برخوردار است كلمات كليدي مدل فليملت مدل FPV شعلهي غيرپيشمخلوط شعلهي بالف بادي تابع چگالي احتمال شبكهي عصبي مصنوعي كتابخانهي فليملت
چكيده انگليسي :
Numerical Simulation of Non Premixed Bluff Body Flame using FPV Model Sayyed Mohammad Javad Ahmadi sm ahmadi@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 16 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohsen Davazdah Emami mohsen@cc iut ac irAbstractWith the importance of environmental issues and the increasing reduction of fossil fuel resources optimizingfuel consumption and reducing the concentration of combustion pollutants has become one of the mostimportant concerns of researchers in this field Therefore prediction of temperature and concentration ofcombustion products has been the main goal of many researchers in recent years Due to the importance of thebluff body flame and its application in industry this type of flame was investigated in the current work In thisstudy the chemical kinetics mechanism of GRI Mech3 0 was used and after generation of flamelet libraryusing Fluent Cantera and Chemkin it was observed that the answers obtained from Cantera and Chemkin arevery similar to each other while the results of Fluent flamelet are different from other softwares Aftergenerating flamelet library by applying two probability density functions of beta and clipped Gaussian andgenerating a look up table the performance of these two functions for the adiabatic bluff body flame wasinvestigated using the flamelet model and it was concluded that the beta function predicts the temperaturedistribution and mass fraction of species more accurately than the clipped Gaussian function After selectingthe beta function as an appropriate probability density function for the mixture fraction variable the adiabaticbluff body flame was simulated using the FPV combustion model For this simulation first a set of data withthree inputs of mixture fraction mixture fraction variance and reaction progress variable and output of scalardissipation rate were extracted using a preprocessing program and the Cantera flamelet and then an artificialneural network was built on this data and after solving the neural network the weight and bias coefficients ofthis network were given to the main code and the flame was simulated using the FPV model In this simulation to solve the temperature field two methods of solving the energy equation and interpolation of the look uptable were used but no significant difference was observed in the results of these two methods By comparingthe results with experimental data it was observed that in both methods of temperature estimation the resultsof the FPV model are more accurate than the results of the flamelet model Keywords Flamelet model FPV model Non Premixed flame Bluff Body flame Probability DensityFunction Artificial Neural Network Flamelet library
استاد راهنما :
محسن دوازده‌امامي
استاد مشاور :
محمدرضا سليم‌پور
استاد داور :
محمود اشرفي‌زاده، سعيد مرتضوي
