چکیده:

 توجه به اینکه فرآیند اسپری و مکانیزم های تشکیل­دهنده آن پیچیده هستند، پیش­بینی نحوه توزیع قطر و سرعت قطرات اسپری کار بس مشکلی است و به پارامترهایی چون خصوصیات فیزیکی و سرعت سیال و محیط گازی اطراف، هندسه داخلی انژکتور و مواردی از این قبیل بستگی دارد. مرحله اول فرآیند اتمیزاسیون با توجه به حرکت امواج به کمک تحلیل­های ناپایداری، معین و قابل تعیین بوده حال آنکه مرحله تشکیل قطرات که دارای تنوع فراوان از نظر سایز و سرعت قطرات می­باشد، با یک دیدگاه آماری قابل پیش­بینی است. از آنجا که روش­های ارائه شده برای تخمین توزیع قطر و سرعت قطرات نیازمند داده­های تجربی می­باشد، در این رساله تلاش شده است تا پیش­بینی توزیع قطر و سرعت قطرات اسپری با حفظ دقت خوب از داده­های تجربی استقلال یابد.(MEP) اصل ماکزیمم آنتروپی، یکی از متداول­ترین و بهترین روش­هایی است که برای پیش­بینی توزیع سایز و سرعت قطرات اسپری استفاده شده است. به دلیل اشکالاتی چند که در این مدل وجود دارد، نتایج حاصل از پیش­بینی این مدل با نتایج تجربی به خوبی مطابقت ندارند. از این­رو در این رساله، از یک دیدگاه متفاوت برای اصلاح مدل MEP استفاده شده است. مدل ماکزیمم آنتروپی به چند ورودی نیاز دارد که عمدتاً از اندازه­گیری تجربی تامین می­شده­اند. تا کنون چند مدل با دقت نه چندان خوب به منظور اصلاح این مدل توسعه داده شده­اند. مواردی که دیدگاه جدید ارائه شده در این رساله شامل می­شود عبارتند از اصلاح مدل ماکزیمم آنتروپی مستقل از داده­های تجربی با ترکیب مدل ماکزیمم آنتروپی (MEP) با دو زیرمدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و تحلیل ناپایداری خطی بهبود یافته (ILIA)، تعیین عبارت چشمه انرژی با حل عددی جریان داخل انژکتور بر اساس مدل CFD با تخمین انرژی جنبشی، اصلاح تحلیل ناپایداری خطی با ارائه مدل ناپایداری خطی بهبود یافته به منظور پیش­بینی عدد موج و نرخ رشد ماکزیمم، پیش­بینی قطر میانگین قطرات و طول شکست با استفاده از مدل ناپایداری خطی بهبود یافته برای استفاده به عنوان ورودی­های مدل MEP. در واقع با استفاده از نتایج دو زیرمدل مذکور در مدل MEP، دقت پیش­بینی مشخصه­های اسپری بهبود داده شده است. با ترکیب این سه مدل­، پیش­بینی توزیع سایز و سرعت قطرات می­تواند به صورت مستقل از داده­های تجربی انجام گیرد. نتایج همخوانی بسیار خوبی با داده­های حاصل از اندازه­گیری تجربی نشان می­دهند. همچنین در این رساله یک مدل نظری بر پایه معادله بقاء انرژی استخراج شده است تا از دیدگاه انرژی نیز تخمینی برای قطر میانگین قطرات بدست آورده شود. پیش­بینی این روش، همخوانی بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می­دهد. همچنین در این رساله یک مدل نظری بر پایه معادله بقاء انرژی استخراج شده است تا از دیدگاه انرژی نیز تخمینی برای قطر میانگین قطرات بدست آورده شود. پیش­بینی این روش، همخوانی بسیار خوبی را با نتایج تجربی نشان می­دهد.