反应表面模型参考

表面化学模型处于活动状态并包含表面机制时,Simcenter STAR-CCM+ 会自动激活反应表面模型。无法取消选择此模型。

1. 反应表面模型参考
理论 请参见化学运动学:表面化学表面化学
提供方式 表面机制模型选择对话框,启用模型
节点路径示例 表面化学 > 表面机制管理器 > 表面机制 > 反应表面
要求
  • 按照说明选择表面化学模型。

    请参见表面化学模型参考

  • 在表面化学模型中创建表面机制。
激活 模型控制(子节点)

反应

包含三个深一层的子节点,用于为反应指定反应物产物属性。请参见导入组分和反应手动定义化学反应

以下属性适用于属性 > 反应系数 > 阿列纽斯系数节点。

温度指数,β
设置 Eqn. (3365) 中此反应的温度指数 。 β
活化能,Ea
设置 Eqn. (3365) 中此反应的活化能 。 E a
指前因子单位系统
指前因子的单位。
指前因子 A
定义 Eqn. (3365) 中的指前因子 。 A
可逆
激活时,反应被指定为可逆。在可逆反应中,指定正向速率系数,并选择如何使用属性 > 逆向反应系数节点来计算逆向速率。当从 Chemkin 机制读取可逆反应时,激活此属性,且自动设置反应属性。如果定义可逆反应,确保为混合物的每个组分指定焓、熵和比热的值。对于比热,可选择热力学多项式或多项式 (T) 选项。
Motz-Wise 校正
激活时,按 Eqn. (3402) 修改粘附系数速率表达式。
博姆校正
激活时,按 Eqn. (3403) 修改速率常数以包括博姆速度校正。
粘性
Eqn. (3400) 中的粘附系数 表示组分粘附到表面的概率。 S c
Langmuir-Hinshelwood
激活时,用于指定全局 Langmuir-Hinshelwood 表面反应,将组分吸附、表面反应和解吸合并到单个步骤中。
提供了的具有以下属性的 Langmuir-Hinshelwood 系数子节点:
Langmuir-Hinshelwood 指数
Eqn. (3408) 中的上标 ) m
平衡常数单位
可以浓度、大气、Bar、托、帕斯卡或达因为单位指定平衡常数。
Langmuir-Hinshelwood 系数节点下列出了每个 Langmuir-Hinshelwood 成分,用于指定 Langmuir-Hinshelwood 数据
指前因子
A (位于 Eqn. (3409) 中)。
温度指数
β (位于 Eqn. (3409) 中)。
平衡焓 (J/kmol)
H (位于 Eqn. (3409) 中)。
反应级数
激活分子中的平衡常数包括 Langmuir-Hinshelwood 速率 Eqn. (3408) 的分子中的平衡常数。
属性 > 反应系数 > 阿列纽斯系数 > 表面覆盖因子子节点还提供了右键单击选项添加表面覆盖因子 > [组分]。为选定的组分显示子节点,用于指定以下属性:
Eta
η i , j (位于 Eqn. (3399) 中)。
Mu
μ i , j (位于 Eqn. (3399) 中)。
Epsilon
ε i , j (位于 Eqn. (3399) 中)。

反应系统属性

Species Reaction Source Jacobian
When using user-coded reaction rates, it is strongly recommended to use the Numerical option for the Jacobian calculation. However, if you require the additional computational speed of an analytical Jacobian, Simcenter STAR-CCM+ does allow the option of a user-code analytical Jacobian.
Method Corresponding Sub-Nodes
Analytical

An analytical Jacobian is used in the CVODE solver.

Analytical
  • When the Species Reaction Sources method is set to Internal, Simcenter STAR-CCM+ calculates the Jacobian analytically.
  • When the Species Reaction Sources method is set to User-Defined, you specify a user function that defines the analytical Jacobian. See Working With User Functions.
Numerical Jacobian

The Jacobian is calculated numerically.

Numerical
A Jacobian is a square matrix of derivatives of the reaction rate with respect to the species specific mole fractions (mass fraction divided by molecular weight), surface site coverage fractions, bulk fractions, and temperature. For surface chemistry reactions, the Jacobian J ω in Eqn. (3425) and Eqn. (3426) also adds the surface site species and bulk species in addition to the gas-phase species.
Species Reaction Sources
Method Corresponding Sub-Nodes
Internal

The Simcenter STAR-CCM+ CVODE solver provides the reaction rate source terms for reacting species.

None.
User-Defined

Provides the User-Defined Species Sources Specification node which allows you to specify whether you are modifying the internally calculated reaction rate source terms, defining entirely new reaction rate source terms, or modifying the rates of single reactions.

User-Defined
Allows you to specify a previously imported user function that defines the species reaction rate source terms. See Working With User Functions.
Field Functions
Specifies the scalar field function to be used in corresponding user function for modifying the calculated reaction rates or defining reaction rate source terms.
The following text is an example of how to access field functions in the user code:
struct UserAccessibleData *udata = (struct UserAccessibleData *)data;

if (udata->_fieldFunctionsData._nFF > 1)
{ double ff0 = udata->_fieldFunctionsData._ffVal[0]; double ff1 = udata->_fieldFunctionsData._ffVal[1]; ... }

If you are using clustering in your simulation, these field functions will appear automatically under the Clustering > Components node.

用户自定义的组分源指定
当“组分反应源方法”设为“用户自定义”时可用。
Method Corresponding Sub-Nodes
Calculate Species Sources
Calculate Species Sources
Specifies that entirely new reaction rate source terms are to be defined with a previously imported user function. In this case, the internal reaction rate sources are not calculated. Displays the following property:
Internal Reaction Energy Source
When activated, the source term of the ODE energy equation is calculated internally, assuming a constant pressure reactor. See Eqn. (3422). When deactivated, the ODE energy source term must be calculated and stored in the (N+1)'th element of the reaction rate ω ˙ vector.
Modify Internal Species Sources
Modify Internal Species Sources
Specifies that the existing reaction rate source terms are to be modified with a previously imported user function —typically by multiplying the existing values with a constant.
Modify Internal Reaction Rates
Modify Internal Reaction Rates
Specifies that existing rates of individual reactions are to be modified. Forward and reverse reaction rates are provided.
Internal reaction rates can be modified with a previously imported user function.

使用组分反应源 > 用户自定义节点选择适当用户函数。有关更多详细信息,请参见用户定义反应率源项。有关如何创建用户函数的更多信息,请参见使用用户函数