Multiple-domain analysis of unsteady combustion with detailed chemistry for a spherical fuel source
Küresel bir yakıt kaynağı için zamana bağlı yanmanın detaylı kimya ile çoklu alan çözümü
- Tez No: 152431
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
VI ÖZET KÜRESEL BİR YAKIT KAYNAĞI İÇİN ZAMANA BAĞLI YANMANIN DETAYLI KİMYA İLE ÇOKLU ALAN ÇÖZÜMÜ Damlacık yanması, pratik yanma araçlarından karmaşık uzay mekiği motorlarına kadar pek çok uygulama alanına sahiptir. Gas türbinlerinin yakıcılarında, dizel mo torlarda ve roketlerde kullanılan sıvı yakıtlar, yakıcı içerisine boyutları mikron mer tebesinde olan küçük damlalar halinde püskürtülürler. Yanma oluşumu süresince yakıt damlaları sıcak ve yüksek basınçlı ortama akarlar. Damlalar burada ısınırlar, buharlaşırlar ve damla etrafındaki oksitleyici ile kimyasal tepkimeye girerek ateşlenirler. Bu sebepten dolayı, buharlaşma ve ateşlenme olayları, yanma veriminde ve yanma odalarının tasarımında çok büyük etkiye sahiptirler. Bu sayısal çalışmada, bir yakıt damlasının (küresel yakıt kaynağının) zamana bağlı yanması, detaylı kimya kullanılarak eksenel simetrinin geçerli olduğu iki boyutlu küresel kutupsal koordinatlarda analiz edilmiştir. Sistemi modelleyen denklemler, sonlu farklar yöntemi ile ayrıklaştırılmış; süreklilik denklemi ve momentum denklemlerindeki basınç terimi, akım fonksiyonu-vorteks yaklaşımı kullanılarak elimine edilmiştir. Akım fonksiyonu- vorteks bileşenleri arasındaki çift yönlü etkileşimi çözmek için Picard yakla şımı kullanılmıştır. Çoklu alan yaklaşımı, çoklu-düğüm/çoklu-seviye formülasyonu (yüzeye yaklaşma ve yüzeden uzaklaşma) sağlayan bir çeşit alan ayrıştırma tekniği, düzgün hataları azaltarak daha hızlı yakınsamayı sağlamak için- kullanılmıştır. Picard yaklaşımı ile elde edilen doğrusal sistemler, operatör yönlü ayrıştırıcı olan ADI Metodu ile çözülmüştür. Kimyasal modeli oluşturmak için 20 temel reaksiyon ve 9 kimyasal madde içeren detaylı bir kimyasal kinetik mekanizma kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT MULTIPLE-DOMAIN ANALYSIS OF UNSTEADY COMBUSTION WITH DETAILED CHEMISTRY FOR A SPHERICAL FUEL SOURCE Droplet combustion has many application areas from practical combustion de vices to complex space shuttle engines. From the combustor of gas turbines to diesel engines, and rockets the liquid fuel is injected into the combustor in the form of small droplets whichs sizes are at the micron level. During the combustion process the fuel droplets run down in a hot and highly pressurized medium. The droplets are heated, vaporized, and ignited through chemical reactions with the oxidizer that exists around the droplet. In this respect, the vaporization and ignition phenomena have an extreme influence on combustion efficiency and the design of combustion chambers. In this present numerical study, unsteady combustion of a fuel droplet (spherical fuel source) has been analyzed with detailed chemistry in two-dimensional spherical polar coordinates where an axisymmetry case is valid. Finite difference discretization is used to discretize the governing equations, and stream function-vorticity approach is used to eliminate the continuity equation and the pressure term from equations of motion. Picard approach is utilized to decouple the stream function and vorticity components. Multiple-domain approach, a kind of domain decomposition technique that provides a multigrid/multi-level formulation (zooming in and out of the surface), is used to enable faster convergence by reducing smooth error. Linear systems of equations obtained through Picard approach have been solved by ADI Method which uses directional decomposition. A detailed chemical kinetic mechanism including 20 elementary reactions and 9 species is used to construct the chemical model.
Benzer Tezler
- Aeroelastic analysis of variable-span morphing wing
Kanat açıklığı değiştirilebilen bir uçak kanadının aeroelastik analizi
DAMLA DURMUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Computational analysis of external store carriage in transonic speed regime
Harici yük taşımanın transonik sürat bölgesinde hesaplamalı analizi
İ. CENKER ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
PROF. DR. OKTAY BAYSAL
- Linearized harmonic methods for unsteady airfoil simulations
Hareketli kanat analizleri için doğrusal harmonik metotlar
MERT ŞENKARDEŞLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
PROF. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Francis türbini yayıcısındaki girdap oluşumunun etkisini azaltma yöntemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleriyle incelenmesi
Investigation of methods to mitigate the effect of vortex formation in the francis turbine draft tube with computational fluid dynamics analysis
KAĞAN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Multiple-domain analysis of 3-dimensional flow over an ellipsoidal body of aeronautical interest
Havacılık ile ilgili ellıpsoıdal bir yapı etrafındaki 3-boyutlu akışın çoklu alan analizi
ERKAN SEVİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER