ECFM-3Z 模型参考

ECFM-3Z 模型是一种内部燃烧模型,能够模拟内燃机的现代机制所特有的复杂湍流混合、火焰传播、扩散燃烧和污染物排放。还可将该模型用于多喷射环境中的缸内分析和多循环模拟

ECFM-3Z 模型包含氮氧化物 Zeldovich 模型和碳烟一步模型。

请参见热力型氮氧化物碳烟化学

理论 请参见 ECFM-3Z
提供方式 [物理连续体] > 模型 > In-Cylinder Models(缸内模型)
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > ECFM-3Z
要求

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder(打开单独加载项)

  • 空间三维
  • 材料多组分气体
  • 反应期反应
  • StarIce气缸内
  • StarIce气缸内燃烧
属性 关键属性包括:ECFM 的开始时间ECFM 燃料。请参见 ECFM-3Z 属性
激活 物理模型 ECFM 后期火焰模型
初始条件 燃料/氧化剂混合状态指定。请参见初始条件
边界输入
  • 燃料/氧化剂混合状态指定

请参见边界设置

求解器 ECFM-3Z 燃烧。请参见求解器
场函数 AImode Combustion Heat Release Rate(AI 模式燃烧热释放率)Enthalpy of [species]([组分] 的焓)Equivalence Ratio(当量比)Exhaust Gas Recirculation Mole Fraction(废气再循环摩尔分数)FPmode Combustion Heat Release Rate(FP 模式燃烧热释放率)PSTOXmode Combustion Heat Release Rate(PSTOX 模式燃烧热释放率)SImode Combustion Heat Release Rate(SI 模式燃烧热释放率)Specific Heat of [species]([组分] 比热)Total Conditional Fuel Mass Fraction(总条件燃料质量分数)。请参见场函数

ECFM-3Z 属性

对流
在传输方程中,可以从一系列计算网格单元面上的对流项的格式中进行选择。此计算需要 Simcenter STAR-CCM+ 根据环绕网格单元值计算物理量的面值。计算此面值使用的具体方法对数值格式的稳定性和精度具有重要影响。有关选择对流格式的指南,请参见对流通量
  • 一阶:一阶对流格式。
  • 二阶:二阶对流格式。
Start Time of ECFM
Time at which ECFM combustion begins.
ECFM Fuels
The fuel selection for ECFM combustion. Any fuel containing C, H, O, or N is suitable.
Combustion Reset Time
When regressing the progress variable back to 0 in multiple-cycle simulations, the mass fractions of species and their tracers are changed at each time step according to Eqn. (3932) until this time at which combustion reset will be complete.

The combustion reset time is set automatically to 5 degCA before intake valve opening (IVO).

In-Cylinder Cyclic Period
Time that is required for one cycle. Typically, in four-stroke engines, this is the time taken for 720 crank-angle degrees—or in two-stroke engines, 360 crank-angle degrees.
Set to the same value as the Spark Ignition Period.
Regression Temperature
Temperature below which the regression model is active. See Regression.
二阶梯度
忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。
  • 开启:默认值。对内部和边界类型的二阶梯度求解。
  • 关闭:不会对任何类型的二阶梯度进行求解。
  • 仅限内部:仅对内部二阶梯度进行求解。
  • 仅限边界:仅对边界二阶梯度进行求解。
流体边界扩散
激活时,此属性将包括如 Eqn. (899) 所给定的流体边界扩散通量(或流模型的粘性通量)。默认情况下,此属性已激活。
Coefficient RapCo
CO adjustment factor in the unburnt fuel reaction mechanism. r C O in Eqn. (3927).
Coefficient BetaMix
Coefficient for the turbulent mixing between fuel and air + EGR (exhaust gas recirculation). β m i x in Eqn. (3837) andEqn. (3838).
Cross Gradient Option
When activated, allows a cross gradient contribution in the diffusion term of the unburnt species and enthalpy equations. in Eqn. (3947).

初始条件

燃料/氧化剂混合状态指定
用于指定燃料和氧化剂在亚网格层级下处于非混合还是预混状态。
在关联区域、边界或交界面上激活属性允许每个部件/部件表面/接触值后,用于指定燃料/氧化剂混合状态根据部件子组指定的可选属性也将变为可用。
组分指定
用于选择是使用组分质量分数还是摩尔分数。将显示相应的同级节点,以供使用常数或复合值来设置“组分质量分数”或“组分摩尔分数”。

边界设置

适用于入口出口边界类型。

燃料/氧化剂混合状态指定
在域边界处,用于指定燃料和氧化剂在亚网格层级处于非混合还是预混状态。非混合是默认设置。

ECFM-3Z 燃烧求解器属性

亚松弛因子
为了提升收敛,此属性用于在迭代过程中亚松弛求解的变化。如果残差显示求解发散或不减小,则减小亚松弛因子。
详细说明
可用于选择运行模拟时 Simcenter STAR-CCM+输出窗口中报告的信息量。此属性用于在发生问题时进行调试。可用的选项包括
冻结求解器
开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考
冻结重构
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
归零重构
开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (917)Eqn. (918))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭

场函数

AImode 燃烧热释放率
未燃烧气体区域的自动点燃引起的热释放率。
FPmode 燃烧热释放率
火焰传播引起的热释放率。
PSTOXmode 燃烧热释放率
由于火焰后氧化而引起的热释放率。
SImode 燃烧热释放率
由于火花点燃而引起的热释放率。
[组分] 的焓
指定组分的焓。
当量比
Φ (位于 Eqn. (3576) 中)。
废气再循环摩尔分数
X e g r (位于 Eqn. (3946) 中)。
[组分] 的比热
给定组分的比热。
总条件燃料质量分数
Y f u e l u (位于 Eqn. (3837) 中)。