در این مقاله، مدل‏ های زیرشبکه اسماگورینسکی و یک‌معادله ‏ای ساده در روش شبیه‏ سازی گردابه‏ های بزرگ برای مدل‏ سازی آتش استخری، در مقیاس بزرگ مقایسه شده ‏اند. شبیه‏ سازی برای آتش استخری متان با قطر سوخت ورودی یک متر و حرارت آزاد شده 07/2 مگاوات صورت گرفته است. بر اساس مدل کسر مخلوط و واکنش تک‌مرحله‏ ای، تغییرات لحظه‏ای سرعت عمودی و متوسط‏ سرعت‏های عمودی، افقی و انرژی جنبشی اغتشاشی محاسبه و با مقادیر تجربی موجود مقایسه شده ‏اند. مدل یک‌معادله ‏ای و اسماگورینسکی، میزان تغییرات سرعت عمودی را به ترتیب با 7 و 12 درصد اختلاف نسبت به نتایج تجربی، تخمین می‏زنند. مدل یک‌معادله ‏ای به دلیل حل معادله اضافی انرژی جنبشی، حدود 16 درصد بیشتر از مدل اسماگورینسکی زمان حل دارد. هر دو مدل مقادیر متوسط سرعت عمودی و افقی را با دقت قابل قبولی برآورد می‏کنند. اختلاف مدل یک‌معادله ‏ای در تخمین سرعت افقی و عمودی با مدل اسماگورینسکی در حدود 4 و 5 درصد است. در مواردی که رفتار نوسانی جریان مورد نظر باشد، مدل یک‌معادله ‏ای مناسب‏تر است، اما در مواردی که مقادیر متوسط جریان اهمیت دارد، گرچه مدل یک‌معادله ‏ای دقت بالاتری در بیشتر نقاط میدان حل ارائه می‏دهد، ولی به دلیل افزایش زمان محاسباتی، استفاده از مدل اسماگورینسکی قابل قبول است.

واژه‌های کلیدی: آتش استخری، شبیه سازی گردابه های بزرگ، مدل زیرشبکه اسماگورینسکی، مدل زیرشبکه تک‌معادله ای.

متن کامل [PDF 765 kb]   (2718 دریافت)