هدف از مقاله حاضر بررسی اثر تغییر درصد دبی هوای توزیع شده از طریق چرخاننده، فواره های اولیه و فواره های رقیق سازی بر مشخصات جریان واکنشی و آلاینده های NO و CO در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز است. برای حل معادلات حاکم از شبکه بندی منظم حجم محدود استفاده شده است. معادلات حاکم بر جریان به صورت ضمنی خطی سازی شده و به صورت مرتبه دو گسسته سازی شده اند. جملات نفوذی در معادلات انتقال با استفاده از روش گسسته سازی مرکزی و عبارات جابه جایی به صورت مرتبه دو بالادست گسسته شده اند. در شبیه سازی عددی جریان دوفاز واکنشی این محفظه احتراق، از مدل آشفتگی Realizable K-e، مدل احتراقی فلیملت پایا و مدل تشعشعی جهت های مجزا استفاده شده است. پاشش قطرات سوخت مایع و محیط دوفازی قطره و هوا توسط روش اویلر-لاگرانژی مدل سازی شده است. پژوهش حاضر برای چهار حالت مختلف تزریق هوا انجام شده است که در حالت اول شرایط مرزی منطبق بر شرایط آزمایشگاهی بوده و پس از اعتبارسنجی نتایج حل عددی با داده های تجربی، حالت های بعدی بررسی شده اند. حاصل تحقیق حاضر، مقایسه توزیع سرعت، دما، درصد کسر جرمی دی اکسید کربن، منوکسید کربن و اکسید نیتروژن در مقطع خروجی، به همراه نحوه شکل گیری ساختار جریان در مقطع طولی محفظه احتراق، در چهار حالت تزریق هواست. نتایج نشان می دهند که توزیع هوای شرایط آزمایشگاهی به صورت بهینه نیست. در حالتی که دبی هوای بیشتری از فواره های اولیه به محفظه احتراق وارد شود، آلاینده NO کمتری تولید می شود و توزیع دمای مقطع خروجی، از یکنواختی بیشتری برخوردار است. همچنین، در این حالت، فرآیند احتراق نسبت به شرایط آزمایشگاهی، کامل تر بوده و CO2 بیشتری تولید می شود.

در این مقاله به بررسی همزمان اثرات نسبت هوای اضافی و مکانیزم های احتراقی بر روی دما و انتشار گونه ها در مشعل های محیط متخلخل با تغییر تخلخل پیوسته پرداخته شده است. برای این هدف از سینتیک های چند مرحله ای استفاده شده است و اثرات آ ن ها بر روی پروفیل دما، کسر جرمی گونه های اصلی و انتشار آلاینده ها برای مقادیر مختلف نسبت هوای اضافی مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم بر مسألهشامل معادله پیوستگی، معادلات مومنتوم، معادلات انرژی فاز گاز و جامد و معادله بقاء گونه های شیمیایی با استفاده از روش حجم محدود حل شده و از الگوریتم سیمپل برای ارتباط بین سرعت و فشار استفاده شده است. نتایج نشان داد که به ازای نسبت هوای اضافی 5/1، نتایج ناشی از مکانیزم های احتراقی دارای دقت یکسان در پیش بینی پروفیل دما و کسر جرمی گونه های اصلی هستند و بعد از آن برای مقادیر بیشتر نسبت هوای اضافی نتایج ناشی از مکانیزم های احتراقی اختلاف کمی را نشان می دهد. این در حالی است که بیشترین اختلاف در نتایج برای حالت استوکیومتری مشاهده می شود. همچنیندر شرایط استوکیومتری میزان انتشار مونو اکسید نیتروژن با استفاده از مکانیزم احتراقی  مقدار صفر پیش بینی می شود و برای بقیه ضرایب نسبت هوای اضافی مقدار آن از مرتبه بزرگی  خواهد بود.

در این پژوهش به ارزیابی عملکرد محفظه احتراق موتور رم جت با اعمال تغییرات هندسی و فیزیکی نظیر تغییر قطر محفظه، تغییر اندازه و جابه جایی مجاری هوای ثانویه و رقیق سازی و تغییر دبی جرمی عبوری از این مجاری پرداخته شده است. به همین منظور در ابتدا بر اساس روابط ارائه شده در ادبیات علمی و فنی، کدی برای انجام محاسبات طراحی یک محفظه احتراق لوله ای نوشته شده است. پس از طراحی و مشخص شدن ابعاد محفظه به کمک این کد محاسباتی و نرم افزار گس ترب، فرآیند شبیه سازی در نرمافزار فلوئنت انجام گرفته و ضمن ارائهی نتایج، عملکرد محفظه با اعمال تغییراتی در مجاری هوای جانبی و قطر آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش دبی جریان ثانویه باعث انتقال شعله به سمت انتهای محفظه احتراق می شود. همچنین کاهش قطر محفظه سبب به وجود آمدن جریان برگشتی در ناحیه ی ورودی و کاهش کیفیت احتراق می گردد. بعلاوه تأثیر تغییر مکان مجاری جریان جانبی روی افت فشار جریان اصلی ناچیز بوده و می توان گفت که افت فشار با جابه جایی این مجاری تغییر چندانی نمی کند. همچنین در صورت وجود مشکل همگرایی در شبیه سازی، جابه جایی مجاری هوا مفید واقع می شود.

در این مطالعه تحلیل عددی اثر ورودی هوای سینوسی بر مشخصه های احتراق آشفته مخلوط متان-هوا مورد بررسی قرار گرفته است. گام زمانی در تحلیل عددی برابر یک هشتم زمان چرخه کامل نوسان در نظر گرفته شده است نتایج حاصل از ورودی هوای نوسانی در سه فرکانس 20، 50 و 100 هرتز با ورودی هوای پایا مقایسه شده است. روش تابع چگالی احتمال (PDF) برای تخمین برهم کنش آشفتگی و احتراق بکار گرفته شده و برای پیش بینی رفتار آشفتگی جریان از روش k-ε استاندارد استفاده شده است. برای پیش بینی اکسیدهای نیتروژن حاصل از احتراق، از مکانیزم توسعه یافته زلدوویچ استفاده شده است. در این تحقیق نتایج شبیه سازی عددی در حالت پایا مطابقت قابل قبولی با داده های تجربی دارد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ورودی هوای نوسانی بر اختلاط سوخت و هوا و توزیع کسر مخلوط در محفظه تاثیر قابل توجهی دارد. همچنین استفاده از ورودی هوای نوسانی منجر به افزایش دما و در نتیجه افزایش میزان اکسیدهای نیتروژن در محفظه احتراق خواهد شد.