反应流体等离子体建模

可以通过结合耦合等离子体电子模型和复杂化学反应组分输运模型来模拟在等离子体中发生的反应（例如，电离或激励）。必须在可通过复杂化学模型导入 Simcenter STAR-CCM+ 的 Chemkin 格式的机制文件中定义等离子体化学反应。导入机制后，相应的模型将由等离子体组分和反应填充。

要对反应流体等离子体建模：

对于在其中对等离子体建模的流体区域，编辑 [物理连续体]，确保激活自动选择推荐模型，并选择以下模型：


组合框	模型
空间	任何
时间	隐式非稳态或稳态
材料	多组分气体 — 在等离子体模拟中，多组分气体通常是电子、离子、中性和亚稳态组分的混合物。
反应期	反应
反应流体模型	反应组分传输
反应组分模型	复杂化学 — 请参见复杂化学模型参考
湍流化学相互作用	层流火焰概念
流体	分离流
启用模型	梯度（自动选择）
	分离组分（自动选择）
	分离流体焓（自动选择）
状态方程	任何如果要以摩尔浓度单位指定组分的初始条件或边界条件，则需要恒密度。
粘滞态	层流
可选模型	等离子体 — 请参见等离子体模型参考。
启用模型	耦合等离子体电子模型（自动选择）
启用模型	电磁（自动选择）
电场	静电势
启用模型	充电组分效应（自动选择）
可选模型	如果要模拟壁面处的表面反应，选择表面化学 — 请参见表面化学模型参考。

选择模型 > 梯度节点，然后将限制器法设为 MinMod。
导入 Chemkin 格式的等离子体反应机理：
1. 右键单击 [物理连续体] > 模型 > 复杂化学节点，然后选择 Import Chemistry Definition (Chemkin format)(导入化学定义（Chemkin 格式）)。
2. 在导入 Chemkin 文件对话框中，导航至并选择包含等离子体反应机理的流体化学反应文件和流体热力学属性文件，然后单击确定。
  在 Chemkin 文件中，当前支持使用以下反应关键字来指定不同的等离子体反应类型：
  - TDEP — 温度相关反应
  - EXCI — 激励反应
  - BOHM — 博姆速度校正
  - STICK — 具有粘附系数的反应
  - DUP — 可用于具有不同率系数的多个反应语句
导入机制后，将使用等离子体组分（离子和中性组分）填充多组分气体节点。反应 > 反应节点包含等离子体反应。例如，对于氩气等离子体反应：

如果通过 TDEP 反应导入化学机制，则会在显示 TDEP 组分的位置创建反应 > 反应 > [反应] > 属性 > 组分温度依赖性节点。

如果通过 EXCI 反应导入化学机制，则会在显示 EXCI 值的位置创建反应 > 反应 > [反应] > 属性 > 电子激发能量损失节点。
指定以下节点的条件和相应值：
如果要以摩尔浓度单位指定初始条件和/或边界条件，则将多组分气体 > 材料属性 > 密度设为恒定。
- 连续体 > [连续体] > 初始条件
  具体而言：
  - 电子数密度
    对于反应流体等离子体，适当的值介于 $1.0 E^{12}$ 和 1.0 E16 之间。 $1.0 E^{16}$
  - 电子温度
    对于大多数反应流体等离子体，适当的值介于 1000 K 和 20000 K 之间。
  请参见等离子体模型初始条件。
- 区域 > [区域] > 物理条件
  具体而言：
  - 电子能密度源选项
    当要定义电子能量密度源项 $S_{\in, u s r}$ （用于计算能量密度传输方程 Eqn. (4186) 的集合电子能量密度源项 Eqn. (4193)）时，激活此属性。
  - 电子源选项
    当要定义电子源项 $S_{e, u s r}$ （用于确定数密度传输方程 Eqn. (4184) 中电子数密度 Eqn. (4192) 的总体源项贡献）时，激活此属性。
    
    请参见等离子体模型区域设置
- [区域] > 边界 > [边界] > 物理条件
  具体而言：
  - 电子数密度指定
  - 电子热能指定
  请参见等离子体模型边界设置
设置任何所需的监视器、绘图和场景。
例如，可以监视：
- 电子温度
- 电子的摩尔浓度 (E^-)
- 电子非弹性碰撞能量损失
- 电子能源
运行模拟。