Детальная информация

Название: Формирование, рост и потеря устойчивости диффузионного пламени в невесомости: выпускная квалификационная работа магистра: направление 03.04.01 «Прикладные математика и физика» ; образовательная программа 03.04.01_04 «Экспериментальная и вычислительная теплофизика»
Авторы: Зайцев Михаил Вадимович
Научный руководитель: Снегирёв Александр Юрьевич
Другие авторы: Засимова Марина Александровна; Кузнецов Егор Александрович
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт прикладной математики и механики
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2020
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: диффузионное горение; ламинарное пламя; невесомость; тепловое излучение; неустойчивость; погасание; diffusion combustion; laminar flame; microgravity; thermal radiation; instability; extinction
Тип документа: Выпускная квалификационная работа магистра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Код специальности ФГОС: 03.04.01
Группа специальностей ФГОС: 030000 - Физика и астрономия
Ссылки: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-4785
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие 'Загрузить' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

Данная работа посвящена численному моделированию нестационарного ламинарного диффузионного пламени при горении этилена над плоской пористой горелкой в условиях невесомости. Расчёты выполнены с помощью ANSYS Fluent с использованием трёхмерной нестационарной модели, учитывающей многостадийные и многокомпонентные химические механизмы окисления горючих, образование и окисление сажи, эмиссию, перенос и поглощение теплового излучения продуктов сгорания. Расчёты воспроизводят условия космического эксперимента «Фламенко», выполняющегося в настоящее время на МКС. Приводится анализ результатов расчета и их сопоставление с экспериментальными данными КЭ «Фламенко». Задачи, решённые в данной работе: 1. Методическое исследование (влияние шага по времени и угловой дискретизации на результаты расчетов). 2. Сравнение химических механизмов и выбор оптимального для выполнения моделирования нестационарного диффузионного пламени в невесомости 3. Исследование влияния концентрации кислорода в окружающей среде на динамику формирования, роста, потери устойчивости и погасания пламени. Сравнение с результатами КЭ «Фламенко». Работа состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Во введении обсуждается актуальность экспериментального и численного моделирования горения в условиях невесомости, формулируются цели и задачи данной работы. В первой главе приводится обзор имеющихся публикаций по теме, во второй главе даётся описание математической модели, используемой в настоящей работе, в третьей главе описана вычислительная постановка задачи, в том числе настройка решателя ANSYS Fluent, показаны и проанализированы основные результаты работы. Работа выполнена в составе научной группы «Горючесть материалов и моделирование пожара» кафедры «Гидроаэродинамика, горение и теплообмен» Института прикладной математики и механики СПбПУ, вычислительные ресурсы предоставлены суперкомпьютерным центром «Политехнический» (СПбПУ).

In this work, numerical simulations are presented for the essentially unsteady laminar diffusion methane-fueled flames above the flat porous burner in microgravity. The simulations were performed using ANSYS Fluent software, in which the comprehensive transient 3D model was implemented, including multistep detailed chemical mechanisms, formation and oxidation of soot, emission, transfer, and absorption of thermal radiation by the combustion products. In the simulations, the experimental conditions of the orbital experiment BRE-Flamenco (currently performed onboard ISS) are replicated. The simulation results are analyzed and compared with the experimental data generated in BRE-Flamenco orbital tests. Specific objectives of this work include: 1. Methodology study (the effects of the time step and angular discretization on the simulation results). 2. Comparison of three chemical mechanisms and selection of the mechanism most suitable for the simulations of transient unsteady diffusion flames in microgravity. 3. Investigation of the effect of oxygen content in the ambient atmosphere on the transient dynamics of the diffusion flames in microgravity. Compari-son of the simulation results with the experimental data from the BRE-Flamenco orbital tests. This report contains Introduction, three Chapters, Conclusions, and Refer-ences. This work has been undertaken within the research group “Fire modeling and material flammability” at the Department of Fluid Dynamics, Combustion, and Heat Transfer of the Institute of Applied Mathematics and Mechanics, SPbPU. Computa-tional resources were provided by the Supercomputer Center “Polytechnic” (SPbPU).

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать Печать Загрузить
Интернет Авторизованные пользователи Прочитать Печать Загрузить
-> Интернет Анонимные пользователи

Статистика использования

stat Количество обращений: 2
За последние 30 дней: 1
Подробная статистика