正庚烷/空气着火过程的多时间尺度模拟

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.

一种新型动态自适应反应动力学机理简化法

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。