Estudio y desarrollo de un autómata para la simulación de la propagación de frentes de llama de premezcla

Resumen

Esta tesis se dedica al estudio de métodos alternativos para la resolución de la propagación de un frente de llama; las dificultades de los métodos tradicionales, tanto numéricos como analíticos del problema, llevan a probar fortuna con otras herramientas de computación: los autómatas, El trabajo se plantea como una búsqueda de procesos discretos que modelicen los principales fenómenos físicos que se desarrollan en la propagación de un frente de llama: un proceso de expansión termica, un proceso de producción quimica y un proceso difusivo tanto de las especies que intervienen como del calor desprendido en la reacción. A lo largo de la investigación, se han desarrollado tres autómatas celulares que constituyen el cuerpo del presente trabajo, cada uno de los cuales ha servido para el estudio de diferentes aspectos del proceso de combustión, y que han ido surgiendo sucesivamente como una evolución natural del anterior, motivada por las limitaciones de aplicación del autómata previo. El primer autómata incorpora la no-localidad de los procesos fisicos en el gas, y estudia la propagación de un frente de llama autodifusivo, extendiéndose el estudio hasta la determinación de la velocidad media de propagación de una llama en un gas premezclado turbulento. El segundo autómata se centra en la evolución del frente de llama laminar en un medio con coeficientes de difusión constantes, enfocándose el estudio hacia la generación de inestabilidades a tiempos cortos y las tendencias a tiempos largos. Y el tercer autómata esta formado por dos aútomatas en paralelo; uno describe la evolución del campo de temperatura y el otro del campo de concentración de productos. Con este esquema de dos autómatas se busca la simulación de la propagación de frentes de llama de número de Lewis diferente a la unidad, es decir, el estudio de propagaciones de frentes con diferentes valores de la difusividad termica y másica, pe