Mechanism WorkBench - принципиально новый программный продукт, дающий возможность использовать высокую точность детальных кинетических механизмов в массивных инженерных расчётах процессов в реагирующих средах. Используя Mechanism Workbench инженеры значительно повысят точность CFD-моделирования при сохранении времени расчёта.

Chemical Workbench 4.0

Основные возможности программы

Полностью автоматизирована – для использования не требуется знаний в области методов редуцирования механизмов

  • Три простых шага для решения задачи редуцирования
    • Выбрать химический механизм для редуцирования
    • Определить набор процессов для моделирования (например, самовоспламенение и турбулентное пламя для ДВС, турбулентное пламя для ГТУ)
    • Определить цели и требуемую точность для редуцированного механизма (например, редуцированный механизм должен с требуемой точностью воспроизводить задержку воспламенения для процесса самовоспламенения, концентрации NOx и CO для процессов поджига и турбулентного пламени)
    • Получить наименьший редуцированный механизм и детальный отчёт о его характеристиках
  • Готовые шаблоны редуцирования для наиболее актуальных задач
    • Двигатели Внутреннего Сгорания (самовоспламенение и турбулентное пламя)
    • Газотурбинные установки (турбулентное пламя)

Настройка редуцирования механизма и анализа результатов для опытных пользователей

  • Возможность создать пользовательскую процедуру редуцирования
    • Выбор требуемого набора процессов из предоставленного набора реакторов (Select desired set of processes based on available reactor models (реакторы периодического действия, реакторы идеального смешения, реакторы идеального вытеснения, ламинарные пламёна)
    • Расширенный набор доступных целей редуцирования и методов сравнения для широкого спектра применений
  • Дополнительные возможности обработки детальных и редуцированных механизмов: редактирование, тестирование, объединение

Интеграция с существующими вычислительными решениями

  • Чтение для редуцирования механизмов в формате CHEMKIN
  • Запись редуцированных механизмов в формат CHEMKIN для использования в программных продуктах других производителей, например программах гидродинамического моделирования (CFD), программах по расчёту химической кинетики и т.д.
  • Использование базы данных KintechDB в качестве источника детальных механизмов для редуцирования
  • Сохранение редуцированных механизмов в KintechDB для последующего использования или для распространения
Chemical Workbench features

Примеры использования Mechanism Workbench

Редуцирование механизма для поджига н-гептана

Задача:
Требуется получить редуцированный механизм, способный описывать низко- и высокотемпературное самовозгорание н-гептана (диапазон начальных температур 600 – 1500 K). Данный подход включает:

  • Редуцирование механизма для процесса самовозгорания при нескольких температурах: 700K, 900K, 1100K, 1300K, 1500K
  • Проверка характеристик редуцированного механизма во всём требуемом диапазоне: 600 – 1500K с шагом 100K
Рассматриваемые условия:
  • Температура – 600 - 1500K
  • Давление 40 atm
  • N-C7H16:O2:N2 = 0.09:1:3.76 (по объёму)
Цели:
Для редуцирования:

  • Время задержки воспламенения (рассчитанное по времени максимальной скорости выделения тепла), максимальная ошибка 10% по сравнению с детальным механизмом
  • Температурный профиль должен совпадать для редуцированного и детального механизма: максимум отклонения температуры отмасштабированных профилей температуры не должен превышать 100 K.
Для теста:

  • Время задержки воспламенения (рассчитанное по времени максимальной скорости выделения тепла), максимальная ошибка 20% по сравнению с детальным механизмом
Редуцируемый механизм:
В качестве эталонного механизма взят LLNL n-heptane oxidation mechanism (Curran, H. J., P. Gaffuri, W. J. Pitz, and C. K. Westbrook, "A Comprehensive Modeling Study of n-Heptane Oxidation" Combustion and Flame 114:149-177 (1998)) is selected.
Результаты:
Редуцированный механизм включает:

  • 132 веществ
  • 295 реакций

Mechanism Workbench - a software tool for automatic reduction of chemical kinetic mechanisms.

Mechanism Workbench - a software tool for automatic reduction of chemical kinetic mechanisms.

Редуцирование механизма для поджига бензина, турбулентное горение и эмиссия NOx

Постановка задачи:
Требуется получить редуцированный механизм, способный описать низкотемпературный поджиг и турбулентное горение (с закаливанием), а также эмиссию NOx в условиях двигателя для суррогатного бензина с составом 20% н-гептана и 80% изо-октана. Выбранный подход предназначен для одновременного учёта двух типов процессов и целей в рамках одной процедуры редуцирования

Рассматриваемые условия
Поджиг:

  • Начальная температура – 700 - 1200K
  • Давление 40 atm
  • Состав топлива: 80% iso-C8H18 + 20% n-C7H16
  • Стехиометрическое соотношение: 1.0
Турбулентное горение:

  • Начальная температура – 700 - 1200K
  • Давление 40 atm
  • Состав топлива: 80% iso-C8H18 + 20% n-C7H16
  • Стехиометрическое соотношение: 1.0
  • Время пребывания в реакторе идеального перемешивания (турбулентных завихрений): 10-8 – 1 s.
Цели
Для поджига:

  • Время задержки воспламенения (рассчитанное по времени максимальной скорости выделения тепла), максимальная ошибка 10% по сравнению с детальным механизмом
  • Температурный профиль должен совпадать для редуцированного и детального механизма: максимум отклонения температуры отмасштабированных профилей температуры не должен превышать 100 K
Для турбулентного горения:

  • Температура в реакторе идеального перемешивания не должна отличаться от эталонных значений больше чем на 100 К для всего диапазона времён пребывания.
  • Ошибка вычисления NO не должна превышать 10% для всего диапазона времён пребывания.
Редуцируемый механизм:
В качестве эталонного механизма взят CREC POLIMI mechanism (E. Ranzi, A. Frassoldati, R. Grana, A. Cuoci, T. Faravelli, A.P. Kelley, C.K. Law, Hierarchical and comparative kinetic modeling of laminar flame speeds of hydrocarbon and oxygenated fuels, Progress in Energy and Combustion Science, 38 (4), pp. 468-501 (2012), DOI: 10.1016/j.pecs.2012.03.004) with NOx chemistry part included (A. Cuoci, A. Frassoldati, T. Faravelli, E. Ranzi, Formation of soot and nitrogen oxides in unsteady counterflow diffusion flames, Combustion and Flame 156 (10), pp. 2010-2022 (2009), doi:10.1016/j.combustflame.2009.06.023).
Результаты:
Редуцированный механизм включает

  • 114 вещества
  • 282 реакции

Mechanism Workbench - a software tool for automatic reduction of chemical kinetic mechanisms.

Mechanism Workbench - a software tool for automatic reduction of chemical kinetic mechanisms.

Mechanism Workbench - a software tool for automatic reduction of chemical kinetic mechanisms.


 Скачать программы
Отдел продаж