孙文廷 作品数:3 被引量:11 H指数:2 供职机构: 佐治亚理工学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 教育部重点实验室开放基金 更多>> 相关领域: 理学 动力工程及工程热物理 更多>>
燃烧数值模拟中的复杂化学反应机理处理方法 被引量:8 2017年 燃烧数值模拟有助于认识诸如点火、火焰传播、火焰不稳定、熄火、湍流与火焰相互作用等基础燃烧过程、揭示其中的燃烧机理,是开发新型替代燃料和高性能燃烧器的重要研究手段.然而,燃烧过程涉及的广泛时空尺度和复杂物理化学过程给其数值模拟带来了巨大挑战.为了实现燃烧过程的高效精确数值模拟,必须解决复杂化学反应机理导致刚性问题和数值求解方程过多的问题.本文介绍了复杂化学反应机理处理方法的研究进展、化学反应机理简化方法和自适应化学反应机理(针对复杂化学反应机理导致数值求解方程过多的问题)、几种常用的高效积分算法和降维/重构方法(针对复杂化学反应机理导致常微分方程组刚性问题).为了有效地模拟多尺度燃烧过程,接下来需要进一步发展和综合应用自适应网格技术、高效积分算法与自适应时间步长技术、化学反应机理简化与自适应化学反应机理技术、以及自适应物理/化学模型技术. 苟小龙 孙文廷 陈正关键词:燃烧模拟 化学反应 自适应方法 一种新型动态自适应反应动力学机理简化法 2010年 为了提高采用大型详细反应动力学机理的燃烧反应流计算的效率,基于路径通量分析机理简化法建立了一种新型的动态自适应反应动力学机理简化计算方法。通过对癸烷/空气混合物的均质着火过程和球形火焰传播过程的计算,并与详细机理计算结果进行对比分析,证明了该方法能够精确地模拟组分、温度和火焰半径的变化过程。该方法的使用使得在均质着火和火焰传播的模拟中,参与计算的组分和反应数目大大减少。计算中还得到了组分在燃烧过程中的分布概率曲线,从中分析出该方法加速计算的原因。该方法可以应用于反应流的直接数值模拟和大涡模拟之中,以提高整体计算的效率。 苟小龙 陈正 孙文廷 琚诒光关键词:癸烷 正庚烷/空气着火过程的多时间尺度模拟 被引量:3 2010年 针对零维均质正庚烷/空气在定压条件下的着火过程,采用多时间尺度(multi time scale,MTS)的方法进行数值模拟.研究结果表明,正庚烷/空气的着火过程涉及到广泛的时间尺度.针对这一特性,引入了MTS方法,在计算过程中对具有不同特征时间的组分采用不同计算步长进行数值积分,从而高效精确地模拟着火过程.对不同初始条件下着火过程的数值实验表明,MTS算法不仅能够保证整个计算过程的精度,同时也能大大提高计算的速度.该方法可以应用到化学反应流的直接数值模拟中,可极大地提高计算速度. 苟小龙 陈正 孙文廷 琚诒光关键词:正庚烷