Düşük Boyutlu Çözüm Uzayı Yönteminin Yüksek Hidrokarbonlu Yakıtların Hiyerarşik Yapıları Kullanılarak Geliştirilmesi

Abstract

Çalışma kapsamında 3 boyutlu çalkantılı yanma işlemlerinin fiziksel ve kimyasal nicelikleri kimyasal kinetiğin düşük boyutlu çözüm uzayı yöntemiyle basitleştirilmesi üzerinde yoğunlaşılarak incelenmiştir. Ayrıca, yüksek hidrokarbonlu yakıtların detaylı yanma mekanizmalarının hiyerarşik yapıları kullanılarak söz konusu çözüm yöntemi üzerinde bir takım iyileştirme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yüksek lisans tezi kapsamında, DBÇU yönteminin elde var olan kaynak kodu geliştirilmiş ve doğruluğu sentez gas/oksijen ve metan/oksijen yakıt sistemleri eş basınç ve adyabatik şartlar altında çalıştırılarak denenmiştir. Sonuçlar klasik ve geliştirilmiş programın faz uzayında birbirine çok yakın sonuçlar verdiğini göstermektedir. Değiştirilmiş algoritmalar daha çözüm uzayını daha kolay bir şekilde düzgün olarak kurabilmektedir.

The chemical and physical aspects of 3-D turbulent combustion processes have been investigated with special emphasis on the development of reduced models for simplification of the chemical kinetics by intrinsic low-dimensional manifold (ILDM) method. Within the concept of the thesis, without loss of accuracy, ILDM code is modified in a way that it allows the construction of in situ tables, including mass fractions of the species and the reaction rates of the reaction progress variables, for the high hydrocarbon fuels by exploiting the hierarchical structure of the combustion processes. The capabilites and the efficiency of the developed version of ILDM was investigated with a set of simulations based on the construction of results tables for synthesis gas/oxygen and methane/oxygen non premixed combustion systems with isobaric and adiabatic conditions. Results showed that the variations in the phase space represent exactly the same patterns, even for the distribution of the intermediate species, both in the classical approach and modified versions. Furthermore, the distribuitons obtained by the developed version exhibits a smooth surface in that it does not include any bad point within the solution domain.