بررسي عددي دقت مدل‌هاي آشفتگي k-ε و k-ω در شبيه‌سازي محفظه احتراق بدون شعله

احتراق بدون شعله به عنوان يكي از جديدترين روش‌هاي احتراق به منظور كاهش آلاينده‌هاي زيست محيطي و افزايش بازده در سيستم‌هاي احتراقي شناخته مي‌شود. با اين وجود انتخاب پارامترهاي مناسب براي استفاده از اين فناوري در موقعيت‌هاي مختلف، از طريق آزمايش يا شبيه‌سازي به دست مي­آيد. يكي از چالش­هاي اصلي در شبيه­سازي احتراق بدون شعله، كه در زير مجموعه­ي احتراق‌هاي آشفته قرار مي‌گيرد، انتخاب مدل آشفتگي مناسب براي شبيه­ سازي است. در اغلب شبيه‌سازي‌ها از مدل آشفتگي k-ε و مدل ديواره استاندارد استفاده شده است، اما بايستي توجه داشت شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته براي مشعلي بوده كه در ناحيه واكنش آن هيچ ديواري وجود نداشته است؛ اما زماني كه شبيه‌سازي در يك محيط بسته ماننده كوره صورت مي‌گيرد رژيم جريان نزديك ديواره اهميت بسزايي پيدا مي‌كند به گونه‌اي كه انتخاب مدل آشفتگي و ديواره مناسب در نتيجه نهايي اثر بسزايي دارد. در اين پژوهش سعي شده است ضمن مطالعه كلي روي فيزيك جريان­هاي آشفته و استخراج روابط مدل­ هاي عددي مختلف، انواع توابع و مدل‌هاي ديواره در دو مدل آشفتگي k-ε  و k-ω مورد بررسي قرار گرفته‌اند و در نهايت سه مدل به نام‌هاي، تابع ديواره استاندارد، معادله ديوار منتر-لچنر و k-ω SST با يكديگر مقايسه شده‌اند. نتايج نشان مي ­دهد بيشترين خطا در مدل منتر-لچنر نسبت به نتايج آزمايشگاهي برابر با 5 درصد است در حالي كه در مدل k-ω SST بيشترين خطا برابر 14 درصد است كه بدترين نتايج را نسبت به ساير مدل‌هاي بررسي شده دارد.  بنابراين بر اساس دقت و نتايج به دست آمده از شبيه‌سازي مي‌توان مدل منتر-لچنر را مدل مناسب­تري نسبت به مدل ديوار استاندارد و k-ω SST در شبيه‌سازي‌هاي احتراق بدون شعله درون محفظه بسته دانست.