پیش بینی محدوده عدد پرانتل آشفته در جریان احتراقی متان-هوا با استفاده از مدلهای مرتبه دوم شار حرارتی آشفته

هدف اصلی در تحقیق پیش رو تخمین عدد پرانتل آشفته در احتراق غیرپیش مخلوط متان-هواست. در این راستا، یک جریان احتراقی آشفته غیرپیش مخلوط در شرایط استوکیومتریک، با استفاده از معادلات متوسط گیری شده رینولدز (RANS)، به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. برای مدل سازی تشعشع و آشفتگی جریان به ترتیب مدل های جهات گسسته (DO) و k−ε ریلایزبل اعمال شده اند. همچنین، برای مدل سازی احتراق آشفته از سه مدل اضمحلال گرداب های (EDM)، اضمحلال گرداب های مفهومی (EDC) و تابع چگالی احتمال (PDF) استفاده شده است. به همراه مدل EDM و EDC، مدل مرتبه دوم جبری GGDH و مرتبه بالای آن، یعنی HOGGDH، به همراه مدل پخش گرداب های ساده برای جمله شار حرارتی آشفته در معادله انرژی اعمال شده است. مقایسه نتایج عددی مدل SED با فرض پرانتل آشفته 85/0و مدل های مرتبه دوم با مقادیر تجربی موجود نشان می دهد که اعمال مدل های مرتبه دوم شار حرارتی آشفته به طور محسوسی منجر به اصلاح پیش بینی توزیع دما در محفظه احتراق می شود. همچنین، توزیع NO    به دست آمده از مدل های مرتبه دوم مطابقت خوبی با مقادیر تجربی موجود دارد. براساس نتایج به دست آمده، در جریان احتراقی مقاله حاضر، مدل GGDH دارای دقت بالاتری نسبت به مدل HOGGDH در پیش بینی دما و NO است. محاسبه عدد پرانتل آشفته در محفظه احتراق مورد بررسی نشان می دهد که فرض عدد پرانتل 85/0 دور از واقعیت بوده و براساس مدل GGDH،  عدد پرانتل آشفته در نواحی مختلف از 25/0 تا 3/1 متغیر است. در نهایت عدد پرانتل آشفته 45/0 برای جریان احتراقی این پژوهش پیشنهاد شده است.