CIERRE DE LAS ECUACIONES DE FLAMELET PARA SPRAY. UNA FORMULACIÓN LAGRANGIANA PARA LA FASE LÍQUIDA EN LLAMAS DE FLUJOS OPUESTOS

Abstract

Los modelos de flamelet permiten la simulación de llamas turbulentas a un costo computacional relativamente bajo. Esto se consigue pretabulando estructuras laminares sencillas que son posteriormente utilizadas para reconstruir llamas más complejas. Para la generación de las estructuras requeridas para estas librerías, diversas ecuaciones de flamelet han sido desarrolladas, pero, para llamas de spray, un set de ecuaciones general y cerrado aún no ha sido derivado. En esta tesis se obtiene un sistema de ecuaciones, que si bien no es general, puede ser resuelto de forma autosuficiente para una configuración de flujos opuestos. Los términos presentes en la formulación general, que hasta ahora permanecían abiertos, son el gradiente de la velocidad por la densidad y las fuentes debido a la evaporación. Para cerrar el primero se emplea la similaridad de la configuración para transformar la ecuación de momento a espacio de flamelet, mientras que para la fase líquida se trabaja con un modelo de evaporación Lagrangiano, el cual es reescrito en término de la fracción de mezcla como coordenada. Posteriormente se evalúa el desempeño de los modelos de clausura propuestos tanto de forma conjunta como independiente. Para esto se simulan 4 llamas con distintos strain rate. De acá se concluye que ambos modelos funcionan bien, pudiendo replicar los resultados obtenidos de un sistema de ecuaciones en el espacio físico, a pesar de que el modelo completo presenta aún desafíos de carácter numérico en términos de su estabilidad. Finalmente se sugiere una simplificación asumiendo que la velocidad de la gota es la misma que la del gas, suposición que parece adecuada en miras a generar librerías de flamelet en base a este set de ecuaciones.