Riassunto analitico
Il lavoro di tesi mira a comprendere come i principali modelli di combustione, usati oggi in ambito motoristico, modellino l'interazione tra la turbolenza e il processo chimico di rilascio del calore tipico della combustione e quindi come ciò si traduca in velocità di avanzamento del fronte di fiamma. I modelli indagati sono ECFM-3Z e G-equation i quali si basano su approcci completamente differenti. G-equation implementa una funzione scalare G, la quale assume valore nullo in corrispondenza del fronte di fiamma ed una delle sue peculiarità, che indirizza sempre più i ricercatori verso il suo utilizzo, è la possibilità di dare in input una correlazione algebrica che esprima la velocità di propagazione turbolenta; ciò consente di avere un controllo diretto di tale parametro. Il modello ECFM-3Z, invece, coerentemente con la teoria Flamelet, non prevede la possibilità di esprimere direttamente la velocità turbolenta di fiamma ma riceve in input la velocità di combustione laminare e modella il frastagliamento di fiamma, indotto dalla turbolenza, attraverso lo scalare Flame Surface Density a cui è associata una equazione di trasporto. Da ciò emerge come sia più complicato tener traccia dell'avanzamento del fronte di fiamma con ECFM-3Z rispetto il modello G-equation. Durante il presente lavoro di tesi sono state utlizzate diverse correlazioni, ricavate da letteratura, tra cui quelle di Peters, Gulder, Bradley-Law-Lawes che permettono di individuare un andamento realistico della velocità di combustione turbolenta in funzione di grandezze caratteristiche del flusso; tali espressioni sono state assunte come riferimento nel confronto con quanto ottenuto dai modelli fluidodinamici. Il codice commerciale adottato è STAR-CD v.4.22 le cui potenzialità sono state estese grazie all'uso di routine esterne scritte in linguaggio FORTRAN. I risultati ottenuti dalle simulazioni sono stati confrontati con i risultati sperimentali, in particolare in termini di traccia di pressione.
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