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ENERGICO

Energico: 燃机燃烧与工业炉燃烧模拟的革命性软件


设计人员在燃烧和排放仿真中由于必须进行反应动力学计算,因此始终面临计算精度和计算时间的矛盾。此前人们通常有反应器网络和CFD/反应耦合两种方法。


反应器网络:为了更快的模拟设计工况,人们通常先采用CHEMKIN的反应器搭建一个可以进行详细反应机理计算的工程等效反应器网络(Equivalent Reactor Networks ERNs)。



图1 燃机燃烧室流动示意图


等效反应器网络的优点:


    ♦ 精确模拟各种详细化学反应机理


    ♦ 可以确定污染物在各区的生成情况


等效反应器网络的缺点:


    ♦ 如果手工绘制的话,通常需要数周时间


    ♦ 计算结果无法直接映射到真实3D几何空间



                                                          CFD/反应耦合



图2 燃机燃烧室CFD计算结果


CFD/反应耦合计算的优点:


    ♦ 三维空间几何


    ♦ 精确的流场/传热分析


CFD/反应耦合计算的缺点:


    ♦ 简化的化学反应机理


    ♦ 数天至数周的计算时间


Energico方法:


Energico把反应器网络方法和CFD方法有机结合在一起,创造性地提出了自动化反应器网络这一革命性的燃烧/污染物仿真方法。


    ♦ Energico读入3D CFD计算结果;


    ♦ 依据空间速度、浓度、温度梯度分布自动生成空间反应器网络(ERNs反应器个数由用户确定);


    ♦ 在空间反应器网络ERNs中,叠加详细反应机理进行计算;


    ♦ 将详细的燃烧/污染物浓度的计算结果映射到3D 空间几何,供用户进行分析。



 

图3 Energico计算框架


Energico优点:


    ♦ 拥有3D 计算的空间精度,详细机理的化学精度和极高的计算效率


    ♦ 将详细反应机理引入到复杂燃烧器的燃烧/污染物计算


    ♦ 将3D空间燃烧/污染物计算时间从数月减少到数周或者数天



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