Tese: Análise de uma Estratégia de Tabulação in Situ da Cinética Química da Combustão
Aluno(a) : Andrea Cristina Carvalho dos AnjosOrientador(a): Luís Fernando Silva
Área de Concentração: Termociências
Data: 13/10/2011
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19456@1
Resumo: A simulação numérica de processos de combustío é uma ferramenta cada vez mais utilizada para o projeto, a análise e a otimização de turbinas, motores e fornos de combustío, entre outros. No entanto, um dos principais inconvenientes que limitam a descrição fiel da realidade de modelos de combustío é o esforço computacional necessário para a solução das equações de transporte das propriedades do escoamento reativo, como frações de massa das espécies químicas, que incluem um termo fonte nío linear associado à lei de Arrhenius. A rigidez e a carga computacional relacionadas com a determinação deste termo domina o custo de simulações que empregam modelos detalhados da cinética química da combustío. Esta dissertação descreve um estudo cujo objetivo é reduzir tais custos mediante a utilização de uma técnica de tabulação automática da evolução termoquímica da mistura. Assim, este trabalho apresenta a discussío do estado da arte da técnica denominada tabulação adaptativa in situ, que exibe desempenho considerável em termos de tempo computacional, na determinação dos termos fontes químicos, e propõe uma modificação do algoritmo atrasando o início da tabulação, para evitar o armazenamento de composições existentes apenas no estado transiente da queima, as quais nío sío representativas do regime estatisticamente estacionário. Um estudo dos resultados obtidos, em um reator parcialmente agitado com CO/O2, mostra ganhos superiores a 95% na altura da árvore binária utilizada para tabulação, isso se reflete no custo de armazenamento e na acurácia dos resultados. Uma análise do tempo computacional caracteriza situações em que a nova estratégia de tabulação pode levar à redução do mesmo, quando comparado com a estratégia original. Seu desempenho é confirmado pelo estudo do sistema químico CH4/ar.