شبیه سازی جریان های احتراقی در نرم‌افزار CEA
با پیشرفت دنیای رایانه و تکنولوژی سیر تحقیق و مطالعه در زمینه ی شبیه سازی جریان احتراقی نیز توسعه پیدا کرده است.
در گام نخست با انجام محاسبات ترمودینامیکی شرایط دمایی و فیزیکی جریان پیش بینی می شود.
به زبان ساده‌تر این محاسبات به صورت صفر بعدی وتعادلی انجام می‌گیرد.
از جمله مهم‌ترین و کاربردی ترین نرم‌افزار جهت این گونه شبیه‌سازی می‌توان به کد CEA اشاره کرد.
نرم افزار (CEA(Chemical Equilibrium with Applications توسط لویس و گلن در سازمان هوا فضای آمریکا (NASA) جهت محاسبات واکنش‌های تعادلی نوشته شد.
بهبود و افزایش سرعت و دقت در محاسبات برای مقادیر گونهها و نیز پیشبینی نسبتا دقیق احتراق، دتونیشن، شاک و… از ویژگی‌های این نرم افزار می باشد.
همچنین با توجه به وجود جداول ترمودینامیکی در این نرم افزار، می‌توان از نتایج حاصل از شبیه سازی در این نرم افزار به عنوان داده‌ی اولیه در بسیاری از شبیه‌سازی های صنعتی استفاده کرد.
یکی از استفاده‌های صنایع از این نرم‌افزار پیشبینی دمای آدیاباتیک برای سوخت با شرایط خاص مورد نظر، جهت ساخت محفظه‌ی احتراق می‌باشد.
نسخه های اولیه این نرم‌افزار در محیط برنامه‌نویسی فرترن۷۷ نوشته شده بود، اما نسخه های امروزی که جدید ترین آن در سال ۲۰۰۵ ارائه شده، کاملا در محیط ویندوز قابل اجرا بوده و نیاز به برنامه نویسی ندارد.
شکل ۱ نمای کلی نرم افزار و همچنین مسائل قابل حل توسط این نرم افزار را نشان می‌دهد.
شکل ۱- نمای کلی نرم افزار
همان‌طور که مشاهده می‌شود این نرم افزار قادر به شبیه‌سازی رآکتور فشار ثابت، حجم ثابت و همچنین قادر به شبیه‌سازی جریان شاک و دتونیشن نیز می‌باشد.
از طرفی برای محاسبه در هر راکتور می‌توان محاسبات را بر اساس درصد کسر جرمی سوخت، نسبت هم ارزی، درصد کسر جرمی سوخت به هوا و نیز پارامترهای دیگر تعریف کرد.
در شکل ۱ راکتور فشار ثابت با نسبت هم ارزی مختلف تعریف شده است.
همان‌طور که مشاهده می‌شود می‌توان از مزایای مهم این نرم‌افزار به بررسی همزمان چند پارامتر مختلف بر تحلیل مورد نظر اشاره کرد.
بیشتر بخوانید: مقدمه‌ای بر روش‌های تحلیل و شبیه‌سازی جریان‌های احتراقی ۱
همان‌طور که در شکل ۲ -الف نشان داده شده است، منو واکنش دهنده ها دارای قابلیت انتخاب سیستم واحدهای اندازه گیری مختلف برای پارامتر های موجود می‌باشد.
به عنوان نمونه در شکل ۲-الف تنظیمات احتراق استوکیومتری متان انجام شده است.
الف 
ب 
شکل ۲-الف)منو واکنش دهنده‌ها ب)منوی مخصوص اضافه کردن گونه‌های میانی
همچنیت از قابلیت های خاص این نرم افزار می توان اضافه کردن گونه های خاص مورد نظر در واکنش را بیان کرد.
به عنوان مثال در شکل ۲-ب مقادیر گونه‌های CO و NO به عنوان گونه‌های میانی، محاسبه می شود.
در پایان با توجه به تحلیل مورد نیاز نتایجی از قبیل مقادیر گونهها، دما، فشار و … بر حسب نسبت هم‌ارزی، کسر حجمی و پارامترهای دیگر در یک فایل جداگانه ذخیره می شود.
شکل ۳ تنظیمات مورد نظر جهت گرفتن خروجی نشان داده شده است.
شکل ۳- تنظیمات مربوط به خروجی
در انتها یک فایل با پسوند out. به عنوان خروجی بر حسب تمام داده‌های تعیین شده ایجاد می شود.
شکل ۴ یک نمونه فایل خروجی برای راکتور فشار ثابت را نشان می‌دهد.
شکل ۴ – فایل خروجی نرم‌افزار
به طور کلی می توان گفت که جهت دستیابی به نتایج دقیق حاصل از واکنش های تعادلی و همچنین جهت جلوگیری از محاسبات زمان بر ریاضی معادلات حاکم و نیز قابلیت تخمین مناسب اولیه از شرایط انجام واکنش استفاده از نرم‌افزار CEA پیشنهاد می‌شود.