复杂化学模型参考

复杂化学模型要求使用气相或液相化学机制,这些机制通常包含数十或数百个组分,涉及数百或数千个反应。由于不同的组分以不同的速率演变(动力学称为“刚性”),因此对反应时间步进行积分需要大量的计算。

理论 请参见复杂化学
提供方式 [物理连续体] > 模型 > [燃烧模型]
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 复杂化学
要求
  • 材料多组分气体多组分液体
  • 反应期反应
  • 反应流反应组分输运
属性 关键属性包括:源启用触发器开始。请参见复杂化学属性
特定右键单击操作 请参见右键单击操作
激活 物理模型 湍流化学相互作用

请参见湍流-化学相互作用模型参考

模型控制(子节点) 近似法选项化学加速CVODE加速度因子控制
区域设置 激活反应
报告选项 化学加速度因子、复杂化学最大数量、复杂化学量并行最大值、复杂化学量并行最小值、复杂化学量并行总和。请参见报告
其他连续体节点 点火器节点提供了右键单击选项,用于创建固定温度点火器ISSIM 火花塞亚网格火花点火器。请参见点火器
场函数 Chemistry Heat Release Rate(化学放热率)、Chemistry Time Step(化学时间步)、Clustering Equivalence Ratio(聚类当量比)、Clustering Index(聚类索引)、Clustering Mixture Fraction(聚类混合分数)、Number of DMR Retained Species(DMR 保留的组分数)。

请参见场函数

复杂化学模型属性

Source Enabled Trigger
Controls whether Simcenter STAR-CCM+ starts calculating the chemistry at the time-step, iteration, or physical time that you specify in the Begin property, or whether this model never contributes any sources.
Begin

Specifies the iteration, time-step, or physical time after which the reactions are activated. Before this iteration, time-step, or physical time, reactions are deactivated. Specifying a physical time [degCA] allows you to activate chemistry sources just before spark ignition. When specifying it as an expression which varies during the simulation, reactions are only active when the current iteration, time-step, or physical time is higher than the value provided by the expression.

反应最小温度
低于此温度时,停用化学反应。
反应率乘数
调整参数,用于将 Eqn. (3358) 中的每个反应率 r k 乘以该值。可以使用此参数调整确定动力学现象(如点火延迟时间以及预混火焰速度)的化学反应率。
动态负载平衡
激活时,对复杂化学计算启用动态负载平衡。

右键单击操作

Import Chemistry Definition (Chemkin format)(导入化学定义(Chemkin 格式))
激活导入 Chemkin 文件对话框,可在其中导入化学机制文件、热力学属性文件和(可选)传输属性文件。
如果使用表面化学模型,则还可以在导入 Chemkin 文件对话框导入表面化学机制文件和表面热力学属性文件,可以选择多个文件。
导入化学定义时,该定义的反应显示为“化学定义”节点的子节点。
Delete Chemistry Definition(删除化学定义)
移除用于化学定义的反应和(可选)组分。删除后,Simcenter STAR-CCM+ 会在输出窗口中通知从哪些区域、边界或交界面中移除这些反应。
删除组分?
激活 将从机制中删除所有组分和相关属性。
禁用 导入其他 Chemkin 机制时,所有组分及其相关属性都会保留,而不会被覆盖(添加任何额外组分,不会移除任何组分)。

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。

复杂化学报告

化学加速度因子
激活加速度因子控制属性自动控制时,化学加速度绘图将显示加速度的变化级别:介于 0.0(全 ω i 源项线性化,运行速度较慢)和 1.0(无 ω i 源项线性化,运行速度较快,但稳定性较低)之间。

以下“复杂化学”报告可提取特定值并对所有处理器执行全局操作(最大值、最小值或总和)。对于串行运行,所有三类报告均会报告相同的值。仅当使用 ISAT 时,几个复杂化学变量选项才会使用值生成报告。如果 ISAT 不可用,这些报告的值为零。

复杂化学量并行最大值
复杂化学量并行最小值
复杂化学量并行总和

复杂化学报告属性

最大值、最小值或总和报告具有以下属性可供使用:
单位
用于指定物理量的单位。
复杂化学变量
可用于选择要绘制的复杂化学变量类型。
  • CPU 时间:CPU 使用 ODE 求解器进行复杂化学计算的时间。
  • 运行时间:使用 ODE 求解器进行复杂化学计算期间经过的时间。
  • 添加次数:已添加到表中的点数。(仅限 ISAT。)
  • 增长:表中增大精度范围的点数。(仅限 ISAT。)
  • 检索:从 ISAT 表中检索的点数;这些检索可避免 ODE 求解器直接进行大量的计算(仅限 ISAT)。
  • 直接计算:通过调用 ODE 求解器计算的点数。(仅限 ISAT。)
  • 表大小:ISAT 表大小。
  • 查询:提供给 ISAT 的查询总数。
  • 直接 ODE 查询:导致直接 ODE 求解器计算的查询数量。此报告中的值较低表示 ISAT 参数设置合理。
变量累积类型

报告时间值的复杂化学变量的显示值格式。

  • 累积

    所有迭代中的复杂化学求解器计算所用的时间。

  • 每次迭代:每次迭代的复杂化学求解器计算所用的时间。

场函数

Chemistry Heat Release Rate(化学放热率)
化学放热显示因复杂化学反应而释放的热量。此值为 Eqn. (3366) 中的 h ˙
化学时间步
对于稳态模拟,化学时间步是对网格单元中的化学过程进行积分所用的总时间。
聚类当量比
聚类当量比由 Eqn. (3432) 定义。
聚类索引

聚类索引是显示网格单元所属集群的整数值。值零表示为非化学活性的网格单元,例如,温度低于反应最小温度的网格单元。

Clustering Mixture Fraction(聚类混合分数)

聚类混合分数定义为源自燃料流的原子质量分数。由于假设燃料为碳氢化合物,因此聚类混合分数是网格单元中的 C 和 H 质量分数。

Number of DMR Retained Species(DMR 保留的组分数)
激活化学加速属性 Dynamic Mechanism Reduction(动态机制缩减) 时可用。显示完整化学机制中 CVODE 求解器保留并求解的实际组分数。