[en] ASSESSMENT OF REDUCED ORDER MODELS APPLIED TO STEADY-STATE BI-DIMENSIONAL LAMINAR METHANE AIR DIFFUSION FLAME

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: NICOLE LOPES M DE B JUNQUEIRA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] APRENDIZADO DE MAQUINA; [pt] COMBUSTAO DE METANO AR; [pt] CHAMAS NAO PRE-MISTURADAS; [pt] DINAMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL; [en] MACHINE LEARNING; [en] METHANE AIR COMBUSTION; [en] NON-PREMIXED FLAMES; [en] COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMICS
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=58795&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=58795&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.58795

[pt] Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) é frequentemente aplicada ao estudo da combustão, permitindo otimizar o processo e controlar a emissão de poluentes. Entretanto, reproduzir o comportamento observado nos sistemas de engenharia tem uma elevada carga computacional. Para superar este custo, técnicas de aprendizagem de máquinas, tais como modelos de ordem reduzida (ROM), têm sido aplicadas a várias aplicações de engenharia com o objetivo de criar modelos para sistemas complexos com custo computacional reduzido. Aqui, o ROM é criado usando dados de simulação de chama laminar não pré-misturada de CFD, decompondo-os, e depois aplicando um algoritmo de aprendizagem de máquinas, criando um ROM estático. Este trabalho analisa o efeito de cinco abordagens diferentes de pré-processamento de dados sobre o ROM, sendo estas: (1) as propriedades tratadas como um sistema desacoplado ou como um sistema acoplado, (2) sem normalização, (3) com temperatura e velocidade normalizadas, (4) todas as propriedades normalizadas, e (5) o logaritmo da espécie química. Para todos os ROM construídos são analisados a energia do processo de redução e a reconstrução dos campos das propriedades da chama. Em relação a análise da energia da redução, o ROM acoplado, exceto o ROM (4), e o ROM do logaritmo convergem rapidamente, semelhante ao ROM da temperatura desacoplado, enquanto o ROM da espécie química minoritária desacoplado exibe uma lenta convergência, tal como o ROM acoplado com todas as propriedades normalizadas. Assim, a aprendizagem é atingida com um número menor de modos para a ROM (2), (3) e (5). Quanto à reconstrução dos campos de propriedades, nota-se que existem regiões de fração mássica negativa, o que sugere que a metodologia do ROM não preserva a monotonicidade ou a delimitação das propriedades. A abordagem do logaritmo mostra que estes problemas são superados e reproduzem os dados originais.