v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.2.2. Phương pháp số
Một trong những mục tiêu chính của phương pháp nghiên cứu này là khảo sát cơ chế hóa học quá trình hình thành cặn lắng của buồng cháy một cách chi tiết, phù hợp với các điều kiện liên quan đến động cơ. Vì không thể đo được nồng độ các chất có trong lớp ngọn lửa tắt trong buồng cháy động cơ. Mô hình số được sử dụng để mô tả các mối liên hệ giữa các điều kiện thí nghiệm sẵn có và hệ thống động cơ.
Phân tích số tạo ra kết nối giữa mô hình thực nghiệm và động cơ thực với các yêu cầu nghiêm ngặt đối với mô phỏng số. Mô hình này phải có khả năng bao phủ một loạt các điều kiện vật lý, với phạm vi từ các quá trình trạng thái ổn định đến trạng thái bất ổn định nhất và từ áp suất thấp đến áp suất cao. Để cung cấp thông tin chi tiết về sự hình thành cặn lắng, mô hình cần bao gồm các quá trình cạnh tranh về chuyển đổi khuếch tán và đối lưu, sự tạo thành sản phẩm và khử các chất thông qua các phản ứng hóa học và các tương tác biên như các dòng lắng đọng.
Để mô hình hệ thống thí nghiệm buồng cháy ngọn lửa phẳng giống như các chu trình thực của động cơ, cần phải cho phép luồng khí luân chuyển qua các ranh giới. Việc xác định thành phần hóa học và tỷ lệ hình thành các tiền chất cặn là một trong những mục tiêu chính của phương pháp nghiên cứu này, do đó phản ứng hoá học phải được mô phỏng một cách chính xác nhất có thể, điều này bao gồm việc tích hợp các hệ thống lên tới hàng trăm phản ứng cơ bản, với năm mươi đến một trăm chất hóa học riêng biệt [113, 114].
Mô hình mô phỏng phải có khả năng tính toán tất cả các quá trình trên thông qua sự lan truyền ngọn lửa và sự dập tắt ngọn lửa, yêu cầu phải giải các gradient nhiệt độ và nồng độ các chất có thể đi qua toàn bộ miền tính toán. Với yêu cầu về mô tả chính xác hệ thống vật lý, mô hình cũng phải đáp ứng được yêu cầu về thời gian tính toán tương đối nhỏ, do đó một số lượng lớn các điều kiện hoạt động khác nhau có thể được xét đến.