SavedAdd your journal

Journals / Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi / 2019 / Cilt: 12 - Sayı: 1

Durma Noktasına Sahip Ters Akışlı Yanma Odasının Büyük Edi Benzetimi

Large Eddy Simulation of a Stagnation Point Reverse Flow Combustor

Mehmet ÖZGÜNOĞLU
Ayşe G. GÜNGÖR
Pages
75–85
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Alevin türbülanslı yapılarla etkileşimi, yoğun iç gaz re-sirkülasyonu mekanizmasını açıklamaktadır.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Durma noktasına sahip ters akışlı (stagnation point reverse flow, SPRF) yanma odasındaki zamana bağlı kompleks davranışlar büyük edi benzetimi (large eddy simulation, LES) yöntemi kullanılarak açık kaynak kodlu akış çözücüsü OpenFOAM yazılımı ile incelenmiştir.
📊
Key Findings & Data:Bu özellik, iç gaz re-sirkülasyonu sağlayarak geometri içerisinde kararlı ve verimli bir yanma sunarken aynı zamanda kompleks bir akış alanını da ortaya çıkarmaktadır.
💡
Conclusion & Impact:Alevin türbülanslı yapılarla etkileşimi, yoğun iç gaz re-sirkülasyonu mekanizmasını açıklamaktadır.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

Durma noktasına sahip ters akışlı (stagnation point reverse flow, SPRF) yanma odasındaki zamana bağlı kompleks davranışlar büyük edi benzetimi (large eddy simulation, LES) yöntemi kullanılarak açık kaynak kodlu akış çözücüsü OpenFOAM yazılımı ile incelenmiştir. SPRF yanma odasında giriş ve çıkış yüzeyleri aynı düzlemde bulunduğu için tasarım açısından özgün bir yapıya sahiptir. Bu özellik, iç gaz re-sirkülasyonu sağlayarak geometri içerisinde kararlı ve verimli bir yanma sunarken aynı zamanda kompleks bir akış alanını da ortaya çıkarmaktadır. Anlık akış özellikleri, türbülanslı akışın istatistiksel davranışı, eleman ağı çözünürlüğü ve enerji spektrumu, LES yönteminin yanma odasındaki yeterliliğini incelemek açısından değerlendirilmiştir. Reaksiyonun olmadığı soğuk akış analiz sonuçları deneysel veriler ile karşılaştırıldığında deney verilerine oldukça yakın sonuçlar elde edilmiş olup, bu karşılaştırma, LES yöntemi ve k-denklemli grid altı modelinin bu tarz karmaşık akış dinamiklerini çözümlemek konusunda oldukça başarılı bir sonuç ortaya koyduğunu göstermiştir. Türbülans yanma etkileşimini incelemek amacıyla yanma analizleri de ayrıca incelenmiştir. Alevin türbülanslı yapılarla etkileşimi, yoğun iç gaz re-sirkülasyonu mekanizmasını açıklamaktadır.

Özet

The complex unsteady behavior of a stagnation point reverse flow combustor (SPRF) is investigated numerically with large eddy simulation (LES) approach using an open source flow solver OpenFOAM. The SPRF combustor has a unique design where inflow and outflow ports are located in the same plane. This feature promotes stable and efficient combustion through internal gas recirculation, and also reveals a complex flow field inside the combustor. Instantaneous flow features, statistical behavior of the turbulent flow, the effect of grid resolution and energy spectrum are evaluated to study the capability of the LES approach for this combustor. The non-reacting cold flow results show overall very good agreement with experimental data, giving confidence that LES with k-equation subgrid model could be a very powerful tool for resolving such complex flow dynamics. Further analyses are extended for reacting cases to examine turbulence combustion interaction. The interaction of the flame with turbulent structures clarified the intense internal gas recirculation mechanism.

🔖

Cite This Article

ÖZGÜNOĞLU, M., GÜNGÖR, A. G. (2019). Durma Noktasına Sahip Ters Akışlı Yanma Odasının Büyük Edi Benzetimi. Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 1, 75–85. https://ajindex.com/articles/160154

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (14)

  1. A.H. Lefebvre and V.G. McDonell, Atomization and sprays. Boca Raton: CRC Press, 2017
  2. Y. Neumeier, B. Zinn, Y. Weksler, J.M. Seitzman, J. Jagoda, and J. Kenny, “Ultra-low emissions combustor with non-premixed reactants injection,” in 41st AIAA Joint Propulsion Conference, 2005, paper AIAA-2005-3775
  3. P. Gopalakrishnan, M.K. Bobba and J.M. Seitzman, “Controlling Mechanisms for Low NOx Emissions in a Non-Premixed Stagnation Point Reverse Flow Combustor,” Proceedings of the Combustion Institute, vol. 31, No. 2, pp. 3401-08, Jan. 2007
  4. S. Undapalli, S. Srinivasan, and S. Menon, “LES of premixed and non-premixed combustion in a stagnation point reverse flow combustor,” Proceedings of the Combustion Institute, vol. 32, no. 1, pp. 1537–1544, Dec. 2009
  5. C. Wagner, A. Shishkin, and O. Shishkina, “The use of Direct Numerical Simulations for solving industrial flow problems,” ERCOFTAC Series Direct and Large-Eddy Simulation VIII, pp. 397–404, 2011
  6. S. B. Pope, Turbulent flows. Cambridge: Cambridge Univ. Pr., 2015
  7. N. Peters, “Multiscale combustion and turbulence,” in Proceedings of the Combustion Institute, vol. 32, No. 1, pp. 1-25, 2009
  8. T. Poinsot and D. Veynante, Theoretical and Numerical Combustion. 2nd ed. United States of America: R.T. Edwards, Inc., 2005
  9. F. E. Culick and P. Kuentzmann, “Unsteady motions in combustion chambers for propulsion systems,” Nato Research and Technology Organization Neuilly-Sur-Seine, France, Tech. Rep., 2006
  10. R. Borghi and S. Murthy, Turbulent reactive flows. Germany: Springer Science & Business Media, 2013
  11. B. Magnussen and B. Hjertager, “On mathematical modeling of turbulent combustion with special emphasis on soot formation and combustion,” Symposium (International) on Combustion, vol. 16, no. 1, pp. 719–729, 1977
  12. H. I. Kassem, K. M. Saqr, H. S. Aly, M. M. Sies, and M. A. Wahid, “Implementation of the eddy dissipation model of turbulent non-premixed combustion in OpenFOAM,” International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 38, no. 3, pp. 363–367, 2011
  13. P. Nordin, “Complex chemistry modelling of diesel spray combustion,” Ph.D. dissertation, Chalmers University of Technology, Dept. of Thermo and Fluid Dynamics, Goteborg, 2001
  14. P. Senecal, E. Pomraning, K. Richards, T. Briggs, C. Choi, R. McDavid and M. Patterson, “Multi-dimensional modeling of direct-injection diesel spray liquid length and flame lift-off length using CFD and parallel detailed chemistry,” Tech.