Simulazioni di fiamme laminari premiscelate di una miscela etanolo/aria con metodologia FPI/FGM

Il lavoro di tesi svolto ha come obiettivo lo studio di tecniche di simulazioni di flussi reagenti, ossia nei quali è in atto un fenomeno di combustione. Nel considerare casistiche caratterizzate da numeri di Reynolds moderati (≤ 10 ), è possibile utilizzare meccanismi cinetici ragionevolmente complessi accoppiati a tecniche DNS o LES per la soluzione del campo di moto turbolento.
Quando invece i sistemi studiati presentano un Re, il costo computazionale è tale da rendere generalmente impraticabile un approccio DNS, mentre per le simulazioni LES è necessario ricorrere all'utilizzo di modelli di cinetica chimica ridotti oppure a tecniche di simulazioni diverse quali il metodo FGM (Flamelet Genereted Manifold ), utilizzato in questo lavoro.
L'approccio si basa sulla generazione di una libreria di amme, a monte della simulazione
CFD. I dati della libreria, che nel lavoro svolto è composta di amme laminari premiscelate etanolo/aria, devono essere elaborati e memorizzati in tabelle che verranno utilizzate successivamente dal codice CFD. Lo studio ha portato alla creazione del pacchetto
parXame il quale permette una rapida generazione del database di amme, considerato l'elevato numero di flamelet da dover simulare, e l'implementazione di una strategia di recupero dati efficiente, elementi fondamentali per l'applicabilità della metodologia FGM. Lo studio del modello matematico proposto, mediante lo sviluppo di una nuova equazione per la frazione di miscela, ha reso possibile tenere in conto fenomeni quali la diusione preferenziale in amme laminari premiscelate. Questo ha inuenzato la scelta di alcune delle variabili di accesso al database.
I parametri utilizzati per la descrizione dello spazio delle fasi ridotto sono: la variabile di progresso, la frazione di miscela e l'energia interna e.
Quest'ultima viene utilizzata per la prima volta in questo lavoro per rappresentare il livello energetico della miscela proprio per le elevate uttuazioni evidenziate dall'entalpia, generalmente adottata in letteratura. Inoltre la strategia di recupero dei dati dalla libreria sviluppata ha portato all'ottimizzazione dell'utilizzo della memoria e ad una tecnica più eciente di costruzione del
database stesso.