بررسی دقت مدل‏های زیرشبکه در مدل‏سازی آتش چرخان درونی توسط روش شبیه ‏سازی گردابه‏ های بزرگ

Abstract

در این مقاله، آتش چرخشی با سوخت متانول در یک اتاق با ارتفاع زیاد، که یک شکاف در یک گوشه‏ آن ایجاد شده است، مورد بررسی قرار می‌گیرد. مدل‌سازی با استفاده از روش شبیه‏ سازی گردابه‏ های بزرگ، مدل زیرشبکه‏ اسماگورینسکی، ویل و تک­ معادله‏ای و مدل احتراقی اضمحلال گردابه انجام شده و نتایج در دو شرایط مختلف (بستر سوخت با قطر 5/8 و 7 سانتی‌متر) با نتایج تجربی مقایسه می‌شود. با مقایسه‏ نتایج عددی با نتایج تجربی مشاهده می‌شود که نتایج عددی دمای متوسط در وسط و گوشه‏ اتاق با نتایج تجربی همخوانی دارد. نتایج مدل ‏های مختلف زیرشبکه در خط مرکزی نشان می‌دهد که مدل وِیل با نتایج تجربی همخوانی بهتری دارد. همچنین عملکرد دو مدل زیرشبکه‏ تک­معادله‏ای و اسماگورینسکی بدتر از مدل ویل بوده است، به‌طوری ‌که به‌طور متوسط درصد خطای نسبی مدل وِیل ۳/۷ درصد است، درحالی ‌که هر یک از مدل‏ های اسماگورینسکی و تک ­معادله‌ای به ­ترتیب 8 و 8/9 درصد خطا نسبت­به نتایج تجربی دارند. در فواصل دور از مرکز نتایج سه مدل زیرشبکه تفاوت چندانی ندارد و همخوانی بیشتری با نتایج تجربی دیده می‌شود، به‌گونه‌ای که در گوشه‏ اتاق خطای نسبی کمتر از ۸ درصد است.