小火焰表

独立变量

在小火焰表内，独立变量可定义构造表时使用的维度。计算化学使用的方法将确定一组独立变量。

对于每个独立变量，Simcenter STAR-CCM+ 可接受用于计算化学状态的点范围以及温度和压力的条件。因此，表中存储的总状态数将变为

其中，$n_i$ 为每个维度 $i$ 中的点数。

反应结果可通过使用适用于所选模型的方法计算得出。例如，选择小火焰生成流形 (FGM) 时，Simcenter STAR-CCM+ 将对适用于反应机制的 ODE 方程组进行求解。目前，将针对单个压力在指定的初始温度下计算反应。

对于每种方法，将在小火焰表的 $Z$ （混合分数）网格上绘制混合分数独立变量。

使用自适应网格时，Simcenter STAR-CCM+ 开始使用通过预确定网格延伸创建的初始粗糙网格生成小火焰表。然后，Simcenter STAR-CCM+ 在这些现有点之间插入新的表点。如果两个现有点与新插入点的线性插值之差小于标准化容差，则放弃新插入的点。否则，重复该过程，直至达到最大网格点数。

定义了两个标准化容差，即：全局容差和局部容差。全局容差用于燃料、氧化剂、CO₂ 和 H₂O 的温度和质量分数。用在表维度 > 网格参数子节点下指定的容差乘以此表中变量的最大值与最小值之差，即可算出全局容差。由于热损失或热增加对中间体组分的幅值有很大影响，因而调整全局容差会导致在质量分数达到峰值时发生聚类。因此，用在表维度 > 网格参数子节点下指定的容差乘以此表中组分质量分数的局部值，即可算出局部容差，而不使用为制表而添加的任何额外组分的全局容差。额外的倍增因子用于对接近绝热（热损失率为零）的点进行聚类。

对于瞬时化学状态，系统将生成表条目。实际上，当时间尺度小于模拟时间步时，湍流效应将在流体系统内不断出现。要考虑湍流效应，假设相关物理量的概率密度函数，然后在整个模拟时间步中对这些物理量积分时进行采样。积分步的一般形式表示为：

使用化学平衡模型或小火焰生成流形模型（求解处于不同焓级别的小火焰）时，可通过直接在所求解的焓对小火焰表进行插值得出单元温度。对于稳态层流小火焰 (SLF) 模型（仅求解处于绝热焓的小火焰），可通过表格化（绝热）组分和使用焓状态方程进行求解的焓得出单元温度。SLF 模型会忽略热损失或热增加对组分的影响。每个小火焰模型的混合物属性值（例如，动力粘度、导热率和分子扩散率）均可存储在小火焰表中。

导入传输数据以及化学和热力学数据以便生成小火焰时，Simcenter STAR-CCM+ 将表格化动力粘度、分子扩散率和导热率的分子传输属性。基于每个组分的属性，将使用运动理论计算每个组分的动力粘度和导热率。分子扩散率的计算公式为路易斯数假设 Eqn. (138)。然后使用质量分数加权平均计算混合物扩散率，同时使用 Mathur-Saxena 平均计算混合物粘度和导热率。但是，如果部分或全部组分的 tran.dat 文件中缺少使用运动理论所需的任何属性，则 Simcenter STAR-CCM+ 不会计算材料属性的值。当相应的“材料属性”节点设为“小火焰表”（对于层流传输非常重要的模拟（特别是 LES）必不可少）时，这些表格化值将从小火焰表中获取。默认情况下，将使用常数分子传输属性，该属性适用于湍流传输大于层流传输（尤其是 RANS）的大多数模拟。

惯性流

存在惯性流时，Simcenter STAR-CCM+ 求解惯性质量分数的传输方程，或等效于惯性混合分数，表示为 $Z_I$ 。温度由焓 $h$ 计算：

$$h=(1-Z_I)h_f+Z_I{h}_I$$

(3518)

其中 $h_f$ 为小火焰组分的焓， $h_I$ 为惯性组分的焓， $h$ 为已求解传输方程的总焓。

如果惯性流混合分数 $Z_I=0$ ，所有组分分数由小火焰表给出，因为它们没有惯性流。但是，如果惯性流混合分数 $Z_I\ne 0$ ，组分 $i$ 的质量分数由以下公式计算：

$$Y_i=(1-Z_I)Y_{i,f}+Z_I{Y}_{i,I}$$

(3519)

其中 $Y_i$ 表示第 $i$ 个组分质量分数，下标 $f$ 和 $I$ 分别表示小火焰和惯性。因此 $Y_{i,f}$ 为小火焰表中的第 $i$ 个组分质量分数。

惯性流模型假设惰性组分和反应小火焰组分处于热平衡状态。