Scalar Filtered Mass Density Function for Variable-Density Flows

Una metodologia denominata Scalar Mass Filtered Density Function (SFMDF) e’ stata uti- lizzata per condurre Large Eddy Simulation (LES) di flussi turbolenti con reazioni chimiche. La SFMDF descrive la distribuzione delle fluttuazioni di sottoscala delle concentrazioni delle specie chimiche e dell’entalpia. Il grande vantaggio della formulazione SFMDF risiede nel fatto che il termine sorgente che descrive l’effetto delle reazioni chimiche appare in forma chiusa e non deve essere modellato. Il metodo presentato in questa tesi di dottorato si basa sull’equazione di trasporto della SFMDF, che viene risolta con un metodo Monte Carlo. La SFMDF e’ in grado di fornire solo la concentrazione delle specie chimiche e l’entalpia: tutte le altre variabili devono essere calcolate da un solutore fluidodinamico. Questo tipo di approccio viene detto ibrido. Per questa tesi e’ stato sviluppato un solutore Monte Carlo in grado di risolvere l’equazione di trasporto della SFMDF in forma Lagrangiana. Questo codice e’ stato accoppiato a un codice fluidodinamico ai volumi finiti che opera su domini non strutturati sviluppato dalla University of Minnesota. I risultati dei test effettuati su mixing layer bi- e tri-dimensionali e su scie planari tridimensionali mostrano che il metodo e’ consistente e accurato.