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Show SIMULATION OF TURBULENT FLOW AND COMPLEX CHEMISTRY BY LOCAL INTEGRAL MOMENT (LIM) MODELING SIMULATION D'ECOULEMENTS TURBULENTS REACTIFS PAR LA METHODE LOCAL INTEGRAL MOMENT (LIM) Werner J.A. Dahm and Gretar Tryggvason NGB Technologies, Inc., USA James A. Kezerle and Robert V. Serauskas Gas Research Institute. USA ABSTRACT RESUME A local integral moment (LIM) model is presented for simulations of gas combustion in turbulent flows . The LIM model. which is fundamentally different from existing codes, is based on the fact that molecular mixing processes in turbulent flows are concentrated on universal. self-similar, small-scale structures. The model incorporates this experimentally proven simplification through a local parabolization of the governing transport equations on the time-evolving material surface on which the gradients are concentrated. This leads to a closed set of equations governing the local integral moments along the layer-normal direction at each point on the surface, effectively transforming the original partial differential equations to a set of ordinary differential equations that can be solved on a timeevolving surface . The scalar field constructed from the integral moments on this surface gives the chemical species fields via a strained diffusion and reaction layer formulation. Results from numerous test cases indicate that the LIM model allows accurate, relatively economical calculations of complex flows with complex chemistry. Un modele de moment integral local (LIM) est presente pour la simulation de combustion gazeuse dans les ecoulements turbulents. Le modele LIM, qUi est fondamentalement different des codes existants. es t base sur Ie fait que les processus de melange moleculaire dans les ecoulements turbulents sont concentres sur des structures a petite echelle , auto -similaires , et universelles . Le modele integre cette simplification par l'intermediaire d 'une parabolisation locale des equations de transport mattresses sur I a surface de materiau a evolution temporelle sur laquelle les gradients sont concentres . Ceci conduit a un ensemble ferme d'equations regissant les moments integraux locaux Ie long de la direction perpendiculaire aux couches a chaque point de la surface , transformant en pratique les equations differentielles partielles originales en un ensemble d'equations differentielles ordinaires qui peuvent etre resolues sur une surface evoluant dans Ie temps. Le champ scalaire construit a partir des moments integraux sur cette surface fournil les champs d'especes chimiques a l'aide d'une formulation de crouche de reaction et de diffusion contrainte. Les resultats de nombreux tests indiquent que Ie modele LIM permet des calculs precis et economiques des ecoulements complexes a chimie complexe. I-I |