×

可压缩反应流的准直接数值模拟求解器。 (英语) Zbl 1521.76445号

摘要:一种新的准直接数值模拟(q-DNS)解算器,名为燃烧泡沫它能够模拟任意马赫数下的反应流动,并具有详细的化学反应机理。此解算器的实现基于反应泡沫-OpenFOAM-v7中的解算器。主要的改进是混合平均公式输运模型和在任意马赫数下模拟反应流的能力。传输模型通过开发数据交换接口来实现,以将OpenFOAM®与Cantera耦合。为了阻尼激波附近的非物理振荡,导出了一种混合KT/KNP方法M.克拉珀欣等人[“Kurganov-Tamor数值格式与PISO方法结合应用于大马赫数范围内的流动数值模拟的适应性”,Procedia Comput.Sci.66,43–52(2015;doi:10.1016/j.procs.2015.111.007)]采用。该求解器通过两个测试案例进行了验证:(1)低速稳态二维非混合逆流扩散火焰;(2) 超音速瞬态一维爆轰波。将结果与其他求解器和文献的数据进行了比较,获得了良好的一致性。

MSC公司:

76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76号06 可压缩Navier-Stokes方程
76伏05 流动中的反应效应
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Axtmann,G。;Rist,U.,《在高性能系统上使用大涡模拟和DNS的openFOAM可扩展性》,《科学与工程中的高性能计算》,第16卷,413-424(2016),Springer
[2] 巴布科夫斯卡娅,N。;Haugen,N。;Brandenburg,A.,《湍流燃烧直接数值模拟的高阶公共域代码》,《计算物理杂志》,230,1,1-12(2011)·Zbl 1205.80074号
[3] Bockhorn,I.H.,《openFOAM中湍流反应流直接数值模拟求解器的实现和验证》(2012),卡尔斯鲁厄理工学院博士论文
[4] 伯克,M.P。;混沌,M。;朱,Y。;干燥器,F.L。;Klippenstein,S.J.,《高压燃烧的综合H2/O2动力学模型》,《国际化学Kinet杂志》,44,7,444-474(2012)
[5] Chen,J.H。;Choudhary,A。;De Supinski,B。;DeVries,M。;霍克斯,E.R。;Klasky,S.,Terascale使用S3D对湍流燃烧进行直接数值模拟,Compute Sci Discov,2,1015001(2009)
[6] Chen,Z.,《预混火焰的引发、传播和熄灭研究》(2009),普林斯顿大学
[7] 库西,A。;弗拉索尔达蒂,A。;Faravelli,T。;Ranzi,E.,层流火焰详细动力学建模的计算工具:应用于C2H4/CH4共流火焰,燃烧火焰,160,5,870-886(2013)
[8] 埃米特,M。;Motheau,E。;张伟。;小仆,M。;Bell,J.B.,多分量反应可压缩Navier-Stokes方程的四阶自适应网格细化算法,Combust-Teor模型,23,4(2019)·兹比尔1519.76171
[9] 埃米特,M。;张伟。;Bell,J.B.,复杂化学可压缩反应流的高阶算法,Combust-Teor模型,18,3,361-387(2014)·Zbl 1519.76083号
[10] Ferziger,J.H。;Perić,M.,《流体动力学计算方法》,第3卷(2002年),Springer·Zbl 0998.76001号
[11] Fu,Y。;Yu,C。;严,Z。;Li,X.,超音速H2/空气射流中燃烧对湍流影响的DNS分析,Aerosp Sci-Technol,93,105362(2019)
[12] 吉布森J.F.《渠道流》。2018http://channelflow.org。
[13] Goodwin D.G.、Speth R.L.、Moffat H.K.、Weber B.W.、Cantera:面向对象的化学动力学、热力学和传输过程软件工具包。2017网址:https://www.cantera.org2.3.0版。
[14] Jenkins,K.W。;Cant,R.S.,湍流火焰核心的直接数值模拟,DNS和LES的最新进展,191-202(1999),Springer·兹伯利0948.76557
[15] Kee,R。;Grcar,J。;吸烟,M。;Miller,J.,《模拟稳定层流一维预混合火焰的fortran程序》(1985),桑迪亚国家实验室,报告编号:sand85-8240
[16] Kee,R.J。;科尔特林,M.E。;格拉伯格,P。;Zhu,H.,《化学反应流:理论与实践》(2017),John Wiley and Sons
[17] 科门,E。;Shams,A。;卡米洛,L。;Koren,B.,openFOAM对不同网格类型的准DNS功能,计算流体,96,87-104(2014)·兹比尔1391.76227
[18] Kraposhin,M。;Bovtrikova,A。;Strijhak,S.,《Kurganov-Tadmor数值格式与PISO方法结合应用于大马赫数范围流动数值模拟的适应性》,《Procedia Comput Sci》,66,43-52(2015)
[19] 刘,Q。;Gómez,F。;佩雷斯,J。;Theofilis,V.,《使用openFOAM®进行流动的不稳定性和敏感性分析》,Chin J Aeronaut,29,2,316-325(2016)
[20] Schultz E.,Shepherd J.,爆震模拟详细反应机制的验证。2000
[21] OpenFOAM基金会有限公司,。2019.OpenFOAM:开源计算流体动力学(CFD)工具箱。第7版。
[22] Wanner,G。;Hairer,E.,《求解常微分方程II》(1996),施普林格-柏林-海德堡出版社·Zbl 0859.65067号
[23] 杨琼。;赵,P。;Ge,H.,reactingFOAM-SCI:用于反应流模拟的开源CFD平台,计算流体(2019)·Zbl 1496.76013号
[24] 齐格勒,J.L。;Deiterding,R。;Shepherd,J.E。;Pullin,D.,《具有详细化学特性的压缩粘性流自适应高阶混合格式》,《计算物理杂志》,230,20,7598-7630(2011)·Zbl 1433.76144号
[25] Gopala Krishna Moorthy,V.K。;坎皮利,M。;凯尔姆,S。;阿鲁尔·普拉卡什,K。;Allelein,H.-J.,《多物种气体运输解决方案的开发与验证》,第14届OpenFOAM研讨会(2019年)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。