湍流火焰速度封闭（小火焰）模型参考

此模型提供湍流火焰速度的相关性选择：

Zimont，恒压燃烧模拟中使用最广泛的选项
Peters，通常用于内燃机
用户自定义，一种标量分布

表 1. 湍流火焰速度封闭（小火焰）模型参考
理论	请参见湍流火焰速度。
提供方式	使用 FGM 模型时：[物理连续体] > 模型 > 过程变量源使用化学平衡或 SLF 模型时：[物理连续体] > 模型 > 火焰传播
节点路径示例	连续体 > 物理 1 > 模型 > 湍流火焰速度封闭 (TFC)
要求	材料：多组分气体反应期：反应反应流体模型：小火焰小火焰模型：小火焰生成流形 (FGM)、化学平衡或稳态层流小火焰仅对于化学平衡和稳态层流小火焰，火焰类型：部分预混火焰
属性	关键属性包括：对流和源选项。请参见湍流火焰速度封闭（小火焰）模型属性。
激活	模型控制（子节点）	TFC 模型包含率系数、湍流火焰速度选项和层流火焰属性的子节点。请参见以下相关章节：有界差分 TFC 率系数，A 层流火焰速度湍流火焰速度 Zimont 湍流火焰速度 Peters 湍流火焰速度用户自定义的湍流火焰速度 User Defined Source(用户自定义的源)
	初始条件	过程变量请参见初始条件。
	边界输入	过程变量请参见边界设置。
	区域设置	激活反应选项。请参见区域设置。
	其他连续体节点	点火器节点提供了右键单击选项，用于创建过程变量点火器。请参见点火器。
	求解器	使用 FGM 模型时，请参见 FGM 燃烧。使用化学平衡或 SLF 模型时， TFC 燃烧求解器已激活。请参见 TFC 燃烧求解器属性。
	监视器	ProgVarTFC：过程变量 TFC
	场函数	过程变量、过程变量方差、非标准化过程变量 TFC)、非标准化过程变量方差。请参见场函数。

湍流火焰速度封闭（小火焰）模型属性

对流

设置 Simcenter STAR-CCM+ 用于计算适当传输方程中网格单元面上的对流通量的离散格式。有关更多信息，请参见“对流项”的相关主题：

一阶：一阶迎风格式。此格式根据流向按上游或下游质量流率来比例缩放传输物理量。仅当高阶格式无法给出收敛或要在切换到高阶格式之前获得初始求解时，才使用此格式。
二阶：二阶迎风格式。此格式引入了在上游或下游面的任一侧上对网格单元值求线性插值。使用此格式会导致降低收敛属性，但提供的精度与一阶格式相同甚至更高。
MUSCL 三阶/CD：三阶迎风格式。该格式对于稳态和非稳态模拟都适用，使用有界差分和迎风混合因子控制格式中的数值耗散。

二阶梯度

Simcenter STAR-CCM+ 流动求解器中有两个二阶梯度源：

用于扩散的边界二阶梯度
网格单元面上的内部二阶梯度

使用此属性可控制求解器中要包括哪些梯度。打开时将提供两种梯度，关闭时排除这两种梯度。选择仅限内部和仅限边界时，将选择相应的梯度。

流体边界扩散

激活时，会跨所有燃烧标量（例如混合分数、混合分数方差和过程变量）的流边界计算扩散。

有界差分

仅当湍流火焰速度封闭 (TFC) 模型属性对流设为 MUSCL 三阶/CD 时可用。

迎风混合因子: 指定迎风差分比例，与 Eqn. (891) 相关的。 $ς_{u b f}$; 此属性的默认值为 1.0。使用较小值可减少格式的数值耗散。

Eqn. (3556) 中的系数。当湍流火焰速度封闭 (TFC) 源选项属性设为用户自定义的源时不可用。

层流火焰速度

层流火焰速度

提供用于控制无约束层流火焰速度的选项。当湍流火焰速度封闭 (TFC) 源选项属性设为用户自定义的源时不可用。

方法	对应方法节点
小火焰表层流火焰速度当使用 FGM 模型并且反应器类型设为 1D 预混自由传播时可用。	使用存储在 FGM 表生成器生成的小火焰表中的层流火焰速度。请参见 FGM 表。激活小火焰表层流火焰速度节点。
Gulder 层流火焰速度	使用 Gülder 层流火焰速度相关性 Eqn. (3579)。激活 Gulder 层流火焰速度节点，这样可使用燃料名属性来选择燃料。
Metghalchi 层流火焰速度	使用 Metghalchi 层流火焰速度相关性 Eqn. (3573)。激活 Metghalchi 层流火焰速度节点，这样可使用燃料名属性来选择燃料。
通用层流火焰速度	Simcenter STAR-CCM+ 可标识燃料混合物中每个单独燃料的最佳层流火焰速度相关性，然后使用 Hirasawa 方法计算 Eqn. (3571) 中指定的燃料混合物的层流火焰速度。碳氢化合物、酒精、氢和氨均被视为燃料。激活通用层流火焰速度节点。
用户自定义的层流火焰速度	可用于指定无约束层流火焰速度。激活用户自定义的层流火焰速度节点。

火焰速度乘数

可用于所有层流火焰速度 (LFS) 方法。

用于将 LFS 与比例因子相乘。火焰速度乘数应用于根据湍流火焰速度封闭中的任一 LFS 方法求得的

S_{l}

。

增大乘数会增大 LFS，从而增大湍流火焰速度。此值的推荐范围为 0.5 到 2。默认值 1 表示不应用任何乘数。

可在湍流火焰速度封闭 > 湍流火焰速度节点中选择湍流火焰速度方法。

方法


方法	对应方法节点
湍流火焰速度 - Zimont 选择 Zimont 方法 (Eqn. (3580))，用于计算湍流火焰速度源项。	Zimont 湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。指定从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。请参见湍流火焰速度。未燃烧的热扩散控制未燃烧的热扩散率定义为层流导热率除以比热和密度的乘积（在未燃烧状态下计算）。小火焰表上述属性从小火焰表进行插值。用户自定义的分布可用于将此扩散率设为标量分布。激活用户自定义的未燃烧的热扩散率节点。幂次定律使用 Eqn. (3486) 确定扩散率。火焰延伸效应激活此项后，将使用火焰延伸因子 $G$ (Eqn. (3581))，该因子通过提供未淬灭小火焰的概率来考虑火焰延伸效应。激活火焰延伸效应节点。子节点小火焰表此节点用作占位符，指示小火焰表提供未燃烧的热扩散率值。用户自定义的未燃烧的热扩散率使用此节点的未燃烧的热扩散率分布子节点，可将此扩散率设为标量分布。火焰延伸效应常数，ustr Eqn. (3582) 中的系数 $μ_{s t r}$ 。临界应变率控制化学时间尺度法激活化学时间尺度法节点。用户自定义的分布激活用户自定义的临界应变率节点。火焰延伸效应：子节点化学时间尺度法 Eqn. (3584) 中的常数 $B$ 。用户自定义的临界应变率此节点的临界应变率分布子节点充当标量分布。
Peters 湍流火焰速度选择 Peters 方法 (Eqn. (3585))，用于计算湍流火焰速度源项。	Peters 湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。选择从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。常数，A1 Eqn. (3586) 中的系数 $A_{1}$ 常数，A4 Eqn. (3586) 中的系数 $A_{4}$ 常数，B1 Eqn. (3586) 中的系数 $B_{1}$ 常数，B3 Eqn. (3586) 中的系数 $B_{3}$ Ewald 校正常数 $c_{e w}$ ，来自 Eqn. (3586)
用户自定义的湍流火焰速度选择用户自定义方法，用于计算湍流火焰速度源项。	用户自定义的湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。选择从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。子节点湍流火焰速度分布标量分布值。
用户自定义的源选择“用户自定义的源”方法，用于计算湍流火焰速度源项。	User Defined Source(用户自定义的源) 过程变量源项。壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。指定从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。子节点 User Source Profile(用户源分布) 定义湍流火焰速度封闭 (TFC) 过程变量源项。 User Source Jacobian Profile(用户源雅可比分布) 定义湍流火焰速度封闭 (TFC) 过程变量雅可比源项。

初始条件

过程变量: 指定在 0.0（未燃烧）和 1.0（完全燃烧）之间的过程变量。

边界设置

流体边界

除出口之外的流体边界均具有过程变量物理值，它是默认可用的标量分布。

壁面边界

壁面燃烧标量: 选择用于壁面燃烧计算的标量。; 请参见壁面燃烧标量选项。

区域设置

应用于所有区域：

激活反应选项: 激活或停用此区域中的化学反应。

TFC 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且不减小，则减小相关求解器的亚松弛因子。默认值为 0.8。
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: 激活时，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，此属性已停用。
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) 和 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: 激活时，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。默认情况下停用。

场函数

仅当使用小火焰模型选择 TFC 模型时，以下场函数才可用。

过程变量: $c$ （在Eqn. (3535)中）。
过程变量变化: $c_{var}$ （在Eqn. (3332)中）。
非标准化进程变量: $y$ （位于 Eqn. (3532) 中）。
Unnormalized Progress Variable Variance(非标准化过程变量变化): $y_{var}$ （位于 Eqn. (3536) 中）。

方法	对应方法节点
湍流火焰速度 - Zimont 选择 Zimont 方法 (Eqn. (3580))，用于计算湍流火焰速度源项。	Zimont 湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。指定从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。请参见湍流火焰速度。未燃烧的热扩散控制未燃烧的热扩散率定义为层流导热率除以比热和密度的乘积（在未燃烧状态下计算）。小火焰表上述属性从小火焰表进行插值。用户自定义的分布可用于将此扩散率设为标量分布。激活用户自定义的未燃烧的热扩散率节点。幂次定律使用 Eqn. (3486) 确定扩散率。火焰延伸效应激活此项后，将使用火焰延伸因子 $G$ (Eqn. (3581))，该因子通过提供未淬灭小火焰的概率来考虑火焰延伸效应。激活火焰延伸效应节点。子节点小火焰表此节点用作占位符，指示小火焰表提供未燃烧的热扩散率值。用户自定义的未燃烧的热扩散率使用此节点的未燃烧的热扩散率分布子节点，可将此扩散率设为标量分布。火焰延伸效应常数，ustr Eqn. (3582) 中的系数 $μ_{s t r}$ 。临界应变率控制化学时间尺度法激活化学时间尺度法节点。用户自定义的分布激活用户自定义的临界应变率节点。火焰延伸效应：子节点化学时间尺度法 Eqn. (3584) 中的常数 $B$ 。用户自定义的临界应变率此节点的临界应变率分布子节点充当标量分布。
Peters 湍流火焰速度选择 Peters 方法 (Eqn. (3585))，用于计算湍流火焰速度源项。	Peters 湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。选择从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。常数，A1 Eqn. (3586) 中的系数 $A_{1}$ 常数，A4 Eqn. (3586) 中的系数 $A_{4}$ 常数，B1 Eqn. (3586) 中的系数 $B_{1}$ 常数，B3 Eqn. (3586) 中的系数 $B_{3}$ Ewald 校正常数 $c_{e w}$ ，来自 Eqn. (3586)
用户自定义的湍流火焰速度选择用户自定义方法，用于计算湍流火焰速度源项。	用户自定义的湍流火焰速度壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。选择从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。子节点湍流火焰速度分布标量分布值。
用户自定义的源选择“用户自定义的源”方法，用于计算湍流火焰速度源项。	User Defined Source(用户自定义的源) 过程变量源项。壁面效应常数使用壁面效应可对壁面上的火焰淬火进行建模。指定从 0（完全熄灭）到 1（无影响）的设置。子节点 User Source Profile(用户源分布) 定义湍流火焰速度封闭 (TFC) 过程变量源项。 User Source Jacobian Profile(用户源雅可比分布) 定义湍流火焰速度封闭 (TFC) 过程变量雅可比源项。