基于遗传算法的甲烷/二甲醚详细机理简化

借助遗传算法,对甲烷/二甲醚化学反应机理进行简化,在确保计算精度的同时,能够有效地提高计算速度、节约计算成本。选取了24个目标工况指导均质点火计算,以点火延迟时间及稳态温度作为指导遗传算法的优化指标,保证最终的简化机理能够全面、可靠地描述甲烷/二甲醚混合燃料的燃烧特性。简化机理由45种组分119步反应构成,其点火延迟时间相对于原始机理最大误差≤4.5%。利用激波管及层流火焰的测量数据也验证了简化机理的有效性。与此同时,在甲烷/二甲醚高压湍流燃烧数值计算中,简化后的机理在温度场、自由基、终产物的变化趋势及数值大小与详细机理保持了较好的一致性,并降低了近30%的计算时间。该简化机理实现了计算精度与计算成本之间的良好平衡,为大规模批量燃烧数值模拟提供了便利。

基于特征值分析的骨架机理获取方法

基于特征值分析法,建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法,并采用该方法对甲烷空气燃烧的详细化学反应动力学模型进行了简化.从GRI1.2得到了21个组分,83个反应的骨架机理.该机理与详细的GRI1.2机理和DRM19机理在不同化学计量比和不同压力下对比了点火延迟时间,结果表明简化机理能有效地再现详细反应动力学模型的反应机理,并具有更高的计算精度.从GRI3.0简化得到两种骨架机理分别为26个组分、120个反应和30个组分、140个反应.这两个机理都能很好地对火焰传播速度以及主要组分和NO浓度分布进行反应动力学模拟.