Memoria de Actividades Año 2009 - Universidad de Zaragoza

MEMORIA AÑO 2009 DPTO CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES Y FLUIDOS 55
4.1.2. Física de la turbulencia, la mezcla y la reacción química
4.1.2.1 Actividades.
(1) Cálculo y modelización de flujos turbulentos con reacciones químicas.
Se usan modelos estocásticos y técnicas numéricas de Montecarlo para estimar la
evolución de velocidades, temperaturas y concentraciones medias en flujos con/sin
reacciones químicas así como parámetros de dispersión (varianzas, correlaciones
cruzadas y momentos de orden superior). Se comparan las predicciones con datos
experimentales existentes y con resultados de simulación numérica directa. En la
actualidad se está simulando el campo turbulento de un escalar y su gradiente.
Se están adaptando estas técnicas al uso con LES (Large Eddy Simulation) para
obtener una descripción más precisa de la evolución del flujo.
(2) Simulación numérica directa de mezcla/reacción en flujos turbulentos.
Se utilizan métodos pseudoespectrales para resolver numéricamente el campo de
velocidades y de escalares inertes o reactivos en turbulencias homogéneas. Los
resultados obtenidos se usan como datos experimentales para el cálculo y
modelización de flujos turbulentos con reacciones químicas.
(3) Cálculo de llamas turbulentas de difusión.
Se emplean modelos de turbulencia de esfuerzos de Reynolds para la obtención de los
campos de temperatura y composición en llamas turbulentas próximas a extinción. Se
estudian procesos sistemáticos de reducción de la cinética química detallada.
(4) Aplicación de redes neuronales artificiales en cinética química.
Se utilizan Redes Neuronales Artificiales para el análisis, la reducción y la
representación de sistemas termoquímicos complejos.
4.1.2.2 Técnicas y Objetivos.
♦ Modelización, estudio analítico y numérico de los fenómenos básicos de la
combustión turbulenta, especialmente de la interacción reacción químicaturbulencia.
• Modelado de procesos físicos.
• Estudio del cierre de los sistemas de ecuaciones.
• Aplicación de métodos estocásticos (función de densidad de probabilidad o
PDF).
• Simulación Numérica Directa de flujos turbulentos sin/con reacciones químicas.
• Simulación de Grandes Torbellinos (LES).
• Integración de técnicas PDF/LES y PDF/CFD.
• Estudio de atomización mediante técnicas de dinámica de vorticidad.