Thesis:

Soluciones de las ecuaciones de flamelet de spray para regímenes transitorios y dominios de composición no monótonos

En la teoría de flamelet, una llama turbulenta puede representarse como un ensamble de estructuras laminares. Los escalares reactivos asociados, como la temperatura y las fracciones másicas de las especies químicas, pueden describirse mediante ecuaciones formuladas en un espacio de composición adecuado, denominadas ecuaciones de flamelet. Este marco ha sido ampliamente utilizado en el estudio de llamas gaseosas, permitiendo un entendimiento detallado de su comportamiento bajo una gran variedad de condiciones. Sin embargo, su aplicación al estudio de llamas de spray ha sido considerablemente más limitada. En particular, la resolución de las ecuaciones de flamelet en presencia de spray se ha restringido a configuraciones con perfiles de evaporación estacionarios y a formulaciones que asumen perfiles de fracción de mezcla monótonos, aun cuando en llamas de spray esta presenta un máximo interno cuya ubicación y valor no son conocidos a priori. En esta tesis se desarrollan nuevos algoritmos y códigos numéricos que permiten resolver las ecuaciones de flamelets de spray bajo condiciones más generales, ampliando el espacio de soluciones accesible mediante este formalismo. En primer lugar, se estudian flamelets de spray transitorios mediante el acoplamiento directo de las formulaciones de ambas fases en el espacio de composición, introduciendo una descripción lagrangiana de la fase líquida formulada en dicho espacio. Este enfoque, implementado numéricamente en el código desarrollado, permite acceder por primera vez a un conjunto de soluciones transitorias de las ecuaciones de flamelet de spray, incluyendo fenómenos que no pueden capturarse bajo hipótesis estacionarias, como la extinción. Se analizan flamelets gaseosos perturbados por sprays monodispersos generados mediante inyección continua y discontinua, observándose que esta última conduce a estructuras oscilatorias con temperaturas hasta 46 K superiores y amplía significativamente los rangos de radios y velocidades iniciales que conducen a flamelets encendidos (16 % y 25 %, respectivamente). Asimismo, se obtienen por primera vez soluciones correspondientes a(...).