[pt] MODELOS DE ORDEM REDUZIDA APLICADOS A UMA CONFIGURAÇÃO REPRESENTATIVA DA COMBUSTÃO

[en] REDUCED ORDER MODELS APPLIED TO A REPRESENTATIVE CONFIGURATION OF COMBUSTION

[pt] NICOLE LOPES M DE B JUNQUEIRA

[pt] CHAMAS LAMINARES NAO PRE-MISTURADAS

[pt] MODELOS DE ORDEM REDUZIDA

[pt] QUEIMADOR GULDER

[pt] FLUENT

[pt] CFD

[en] LAMINAR DIFFUSION FLAMES

[en] REDUCED ORDER MODELS

[en] GULDER BURNER

[en] FLUENT

[en] CFD

[pt] A combustão é um processo que está presente em deversos setores econômicos, pois, 85 porcento da energia consumida no mundo é dele proveniente. Apesar dos benefícios que a combustão proporciona ao homem, também traz a poluição ambiental associada à produção de gases tóxicos e de material particulado. O estudo da combustão e de modelagens computacionais pode auxiliar na redução da emissão destes efluentes. Entretanto, estes modelos ainda tem um alto custo computacional. Modelos de ordem reduzida (ROM) visam diminuir o custo computacional associado à exploração paramétrica de problemas. Por isto, neste trabalho, objetiva-se estudar a criação de um modelo reduzido para uma configuração representativa da chama de difusão estabilizada no queimador do tipo Gülder. Para construir o ROM, utiliza-se os dados obtidos por meio da dinâmica dos fluidos computacional, onde somente um parâmetro é variado. Estudaram-se assim, seis casos isotérmicos usando a dinâmica dos fluidos computacional, visando criar uma base de dados para construir os modelos de ordem reduzida de fração mássica de combustível e da componente axial da velocidade. A comparação entre os resultados obtidos mostram que o modelo de ordem reduzida levou a resultados similares ao do modelo do Fluent, mas o custo computacional ordens de grandezas menor.

[en] Combustion is a process which is present in many different economic sectors, since 85 percent of the energy consumed in the world is generated by this process. Although it brings multiple benefits to mankind, combustion also brings environmental pollution due to the release of toxic gases and soot. The study of combustion and computational modeling can help reduce the emission of pollutant gases, however, it has a substantial computational cost. Reduced order models (ROM) intends to decrease the computational cost associated with parametric exploration of problems. This project aims to construct a reduced model for a representative configuration of a stabilized diffusion flame in the Gülder burner. In order to accomplish this goal, data obtained through the computational fluid dynamics (CFD), where only one parameter changes, is used to construct the ROM. In this project, six isothermal cases were studied using the CFD, aiming to create a database to create the reduced order models of fuel mass fraction and axial velocity. Comparison between the results shows that the reduced order model led to similar results to the Fluent model, but the computational cost orders were smaller.

LUIS FERNANDO FIGUEIRA DA SILVA

LOUISE DA COSTA RAMOS

2020-09-09

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.49341