ارزیابی قابلیت اعتماد شبیه‌سازی قطاعی متناوب در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز هوایی با احتراق هیدروژن خالص

Abstract

     در مقاله حاضر، قابلیت اعتماد شبیه‌سازی قطاعی متناوب در یک محفظه احتراق اتمسفریک توربین گاز هوایی با جریان واکنشی چرخشی آشفته و سوخت هیدروژن خالص ارزیابی شده است. برای اعتبارسنجی اولیه، نتایج عددی با داده‌های تجربی–عددی گاورت و همکاران مقایسه شد. سپس با اجرای شبیه‌سازی‌های احتراقی آشفته نشان داده شد که در این محفظه، حل مبتنی بر تعادل شیمیایی و حل فلیملت اختلاف قابل‌توجهی نداشته و هر دو رویکرد معتبر هستند. در ادامه، دو روش متفاوت برای ایجاد مدل قطاعی ارائه شد که نتایج بیانگر تأثیر مستقیم روش برش بر میدان جریان و واکنش بودند. برای هر رویکرد، قطاع‌های 180، 120 و 60 درجه استخراج و نتایج آنها با حل کامل مقایسه شد. تحلیل‌ها نشان داد زاویه مناسب قطاع به هندسه محفظه وابسته است. اهمیت تحقیق حاضر با توجه به به‌کارگیری روزافزون هیدروژن به‌ عنوان سوخت پاک و رفتار متمایز آن در احتراق پررنگ است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که استفاده صحیح از مدل قطاعی می‌تواند هزینه محاسباتی شبیه‌سازی‌های پیچیده احتراق را به‌طور چشمگیری کاهش دهد و در کاربردهایی نظیر بهینه‌سازی مبتنی بر شبکه‌های عصبی بسیار ارزشمند است.