Thesis Details

Reduction of large kinetic mechanism of N-heptane using directed relation graph and computational singular perturbation methods = N-heptan detaylı mekanizmasının yönlendirilmis ilişkiler grafiği ve hesaplamalı tekil pertürbasyon yöntemleriyle indırgenmesi

Authors:

Ulutürk, Oğuz

Publisher:

Boğaziçi Üniversitesi

Main Topics:

Engineering & applied operations

Document Type:

Thesis

Program Type:

Master

Publication Date:

12/2014

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000065083

Descriptors:

MECHANICAL ENGINEERING

Abstract

Increasing demand on energy makes scientists and engineers enthusiastic to find new and efficient ways while designing new engines. For this purpose, a tremendous effort is paid on fossil fuels which have an important role in energy field. Simulating fuels in computers is one of the most significant and useful methods in design and calculations thanks to it's cheapness and time efficiency. One of the most important points in here is that the reliability of the data used in the simulations. In this context, simulating fuels by using detailed mechanism taking both the all species and reactions occured during combustion into account is needed. However, working with the detailed system is only waste of time related to their level of detail. In this thesis, reduction of detailed mechanism of one of the most acknowledged diesel surrogate fuel called as n-heptane including 654 species and 4846 reversible reactions, is made. In this context, firstly the Directed Relation Graph Method has been applied for the adiabatic ignition results of n-heptane for wide range of conditions in terms of temperature, pressure, and stochiometry. In the end, skeletal mechanism that include 135 species and 1309 reactions is obtained. In addition, with the aim of eliminating the stifness, time scale analysis is utilized via using computational singular perturbation method. By this way, it is possible to eliminate stifness causing extra CPU times. Finally, the accuracy of the results have been evaluated by showing different ignition models.

Enerji üzerinde artan talep, bilimadamları ve mühendisleri tasarladıkları makinalarda yeni ve verimli yollar bulma konusunda heveslendirmiştir. Bu amaç uğruna, enerji sahasında ki öneminden dolayı fosil yakıtlar üzerine muazzam bir çaba gösterilmiştir. Yakıtların bilgisayarlar yardımı ile modellenmesi, ucuzluğu ve verimi sebebi ile en faydalı methodlardan biridir. Burada ki en önemli noktalardan biri de simulasyonlarda kullanılan yakıtlara ait verilerin güvenirliğidir. Bu kapsamda, yakıtları bütün türleri ve tersinir reaksiyonları dikkate alan detaylı mekanizmaların kullanarak simule edilmesi gerekmektedir. Ancak, detaylı mekanizmalar ile çalışmak detay düzeyine bağlı olarak sadece zaman kaybından başka bir şey değildir. Bu tez çalışmasında, en bilinen dizel muadili yakıtlardan biri olan, 654 molekül, ve 4866 tersinir reaksiyondan oluşan n-heptane adlı yakıt indirgenmiştir. Bu kapsamda , ilk olarak yönlendirilmiş ilişkiler grafiği metodu, n-heptanın adyabatik ateşleme için geniş aralıkta ki sıcaklık, basınç ve stokiyometri için uygulanmıştır.Sonuç olarak 135 molekül ve 1309 tersinir reaksiyondan oluşan iskelet mekanizma elde edilmiştir. Buna ek olarak, stif olan reaksiyonların elimine edilmesi amacı ile zaman analizi methodlarından biri olan hesaplamalı tekil pertürbasyon metodu kullanılmıştır. Bu şekilde, ekstra CPU zamanına sebep olan stifliği elimine edebilmek mümkün olmuştur. Son olarak, elde edilen sonuçların doğruluğu farklı ateşleme modelleri kullanılarak değerlendirilmiştir.

Thesis Details

Reduction of large kinetic mechanism of N-heptane using directed relation graph and computational singular perturbation methods = N-heptan detaylı mekanizmasının yönlendirilmis ilişkiler grafiği ve hesaplamalı tekil pertürbasyon yöntemleriyle indırgenmesi

Authors: Ulutürk, Oğuz

Publisher: Boğaziçi Üniversitesi

Main Topics: Engineering & applied operations

Document Type: Thesis

Program Type: Master

Publication Date: 12/2014

Document Language: English

Document ID (Org No.): 2000065083