RANS modelling of a lifted H2/N2 flame using an unsteady flamelet progress variable approach with presumed PDF

An unsteady flamelet/progress variable (UFPV) approach is used to model a lifted H2/N2 flame in a RANS framework together with presumed PDF. We solve the unsteady flamelets both in physical space and in mixture fraction space. We show that in the former case, the scalar dissipation rate profile strongly varies in time (while it is assumed to be fixed in time in the latter). However, this does not result in significant qualitative differences in the corresponding flamelet libraries. The progress variable is carefully defined, including both the main combustion product (H2O) and a key radical species in ignition process (HO2). The presumed-PDF model is proposed in terms of the non-normalised progress variable, without assuming its statistical independence with mixture fraction. We introduce a modelled transport equation for the mean progress variable which is consistent with the basic underlying UFPV assumption, derived from the Lagrangian flamelet model. The influence of different model parameters on the results for the mean temperature and mean species mass fractions and their fluctuations is discussed. Good results are obtained for the conditions of the considered lifted flame where detailed experimental data is available. However, at low coflow temperature the modelled flame lift-off height is shorter than expected.This work is supported by the Comunidad de Madrid through Project HYSYCOMB P2009/ENE-1597 and by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness under Projects ENE2008-06515-004-02 and CSD2010-00011. This research was also partially supported by the Generalitat Valenciana inside the program Ajudes per a la realitzacio de projectes d'I+D per a grups de investigaclel emergent (Reference GV/2013/041), which is gratefully acknowledged.Naud, B.; Novella Rosa, R.; Pastor Enguídanos, JM.; Winklinger, JF. (2015). RANS modelling of a lifted H2/N2 flame using an unsteady flamelet progress variable approach with presumed PDF. Combustion and Flame. 162(4):893-906. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2014.09.014S893906162

Cell Arrangement of Lithium-ion Battery Pack for Improvement in Cooling Performance of Air-Cooled Battery Thermal Management System

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเชิงตัวเลขของระบบจัดการความร้อนของชุดแบตเตอรี่ด้วยอากาศ เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำ, โครงสร้างการจัดเรียงที่ไม่ซับซ้อน และความเสถียรภาพของระบบที่สูง โดยทำการศึกษาชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่น 1860B จำนวน 40 เซลล์ ที่มีโครงสร้างการจัดเรียงเซลล์ที่แตกต่างกัน ได้แก่ แนวเดียวกัน, แนวเยื้อง และแนวสลับ เพื่อเปรียบเทียบสมรรถนะการระบายความร้อนของแต่ละรูปแบบ นอกจากนี้ อิทธิพลของความเร็วอากาศ และอัตราการคายประจุก็ถูกใช้ในการวิเคราะห์ร่วมด้วย เพื่อควบคุมให้เซลล์แบตเตอรี่ทำงานอยู่ภายในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ซึ่งมีค่าไม่เกิน 40C โดยแบบจำลองความร้อนที่เกิดขึ้นในเซลล์แบตเตอรี่ถูกจำลองขึ้นโดยอาศัยข้อมูลการทดสอบเซลล์แบตเตอรี่ภายใต้อุณหภูมิแวดล้อมต่าง ๆ จากผลการจำลองพบว่า เมื่อความเร็วของอากาศเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระบบระบายความร้อนมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น โดยชุดแบตเตอรี่ที่ทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้อัตราการคายประจุ 0.5C อาจไม่จำเป็นต้องพึ่งพาระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ และในกรณีที่ชุดแบตเตอรี่ทำงานด้วยอัตราการคายประจุ 1C การระบายความร้อนจำเป็นต้องมีความเร็วของอากาศอย่างน้อย 1 m/s เพื่อควบคุมอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนด แต่ระบบจัดการความร้อนด้วยอากาศไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ได้ในกรณีที่มีการคายประจุอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ การจัดเรียงเซลล์ที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพการระบายความร้อนคือการจัดเรียงแบบแนวเดียวกัน และช่องว่างที่เหมาะสมระหว่างเซลล์ที่อยู่ติดกันคือประมาณ 1.5 มม.Air-cooled thermal management system has been numerically studied due to low manufacturing cost, simple layout structure and high reliability of the system. A set of Lithium-ion battery pack 18650B consisting of 40 cells was investigated under different cell arrangement structures, i.e., inline, offset, and staggered configurations in order to evaluate their cooling performances. Additionally, the effects of inlet velocity and discharge rate were taken into consideration to guarantee the temperature of batteries in operation within an optimal range, i.e., not over 40 °C. The heat simulation model of battery cells was developed based on the data acquired from the test under various ambient temperatures. The simulation results revealed that the increased air velocity resulted in better cooling performance of the system. The continuously operating battery pack under the discharge rate of 0.5C may not rely on the forced air-cooling system. When the battery pack discharging of 1C-rate, it required at least the air velocity of 1 m/s for cooling the battery within the optimal working temperature range. However, the forced-air cooling strategy was unable to control the temperature of the battery cell in case of fast discharging rate. Furthermore, the best cell arrangement in terms of cooling performance is the inline configuration and the appropriate gap between adjacent cells is about 1.5 mm

Application of spray combustion simulation in DI diesel engine

This work presents the development and implementation of combustion model for DI diesel engines by using the PDF-Chemical Equilibrium combustion model. The key concept of this approach is to predict the thermochemical variables (e.g., temperature, species mass fractions) and then the average scalars of these variables are evaluated by a probability density function (PDF) averaging approach. To realize flame propagation, the reaction time scale is employed to relax the infinitely fast chemistry of chemical equilibrium. The PDF-Eddy Break Up ignition model is adopted in the auto-ignition calculation. With regard to the comparison results, the simulation results are in good agreement with the experimental results in both ignition and combustion modes. In addition, the predicted lift-off length also corresponds to a power-law scaling of Siebers et al.Combustion Chemical equilibrium Diesel Modelling Spray Simulation