Разработка кинетических механизмов процессов горения в газах и плазме методами многомасштабного моделирования

• Автор: Лебедев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление

1 Разработка методов редуцирования кинетических механизмов

1.1 Введение

1.2 Формулировка решаемой задачи

1.3 Общий алгоритм процедуры редуцирования

1.4 Самосогласованная процедура редуцирования

1.5 Проверка эффективности самосогласованной процедуры

1.5.1 Тестовые задачи

1.5.2....................................Альтернативные процедуры

1.6 Результаты сравнения процедур на механизме н-гептан

1.6.1 Одноточечное и многоточечное редуцирование

1.6.2 Сравнение методов в широком диапазоне начальных условий
1.6.3 Самосогласованная процедура с 01ТСЕР
1.7 Сравнение процедур на сложных механизмах
1.7.1 Редуцирование механизма окисления изо-октана
1.7.2 Редуцирование механизма окисления н-декана
1.8 Сравнение производительности процедур
1.9 Выводы
2 Разработка и применение комбинированных методов редуцирования
2.1 Введение
2.2 Комбинированная процедура упрощения механизмов
2.2.1 Кинетическая модель газификации тара
2.2.2 Изучение порядка применения методов и критериев редуцирования
2.2.3 Эффективная комбинация методов редуцирования

2.2.4 Процедура редуцирования для методов исключения реакций
2.2.5 Использование отдельно взятого метода в диапазоне начальных условий
2.3 Применение комбинации методов для упрощения механизма
газификации тара
2.3.1 Параметры редуцирования
2.3.2 Результаты редуцирования
2.4 Упрощение механизма окисления суррогата керосина
2.4.1 Описание времени индукции
2.4.2 Профили концентраций и температуры от времени
2.5 Выводы
3 Разработка модели низкотемпературного окисления СЩ в присутствии 02(а1Дё)
3.1 Введение
3.1.1 Стимулирование горения углеводородов с помощью ОгСа1 Дё)
3.1.2 Предполагаемая роль синглетного кислорода в окислении углеводородов
3.2 Начальное приближение для модели влияния 02(а1Дё) на низкотемпературное окисление метана
3.3 Установление важнейших реакций
3.4 Предшествующие теоретические исследования системы СНз +
02 (аг3Уд]а1Ад)
3.5 Применение метода самосогласованного поля
3.6 Применение метода мульти-конфигурационного самосогласованного поля
3.7 Изучение системы методом мульти референсного конфигурационного взаимодействия

3.8 Расчет констант скоростей ключевых элементарных процессов .
3.8.1 Предыдущие исследования констант скоростей реакций
в системе СН3 +
3.8.2 Константа скорости образования СН3О
3.8.3 Константа скорости образования СН
3.8.4 Константа скорости образования СНзО
3.8.5 Итоговая модель
3.8.6 Кинетическое моделирование с итоговой моделью
3.9 Обсуждение и сравнение с исходным механизмом
3.10 Выводы
4 Моделирование влияния 02(а2Д5) на низкотемпературное окисление метана
4.1 Введение
4.2 Тушение 02(а1Дё)
4.2.1 Комментарии к таблице
4.2.2 Обсуждение данных
4.3 Моделирование низкотемпературного окисления метана при заданных начальных концентрациях активных частиц
4.4 Схема моделирования с учетом получения активных частиц в плазме
4.5 Результаты моделирования с учетом плазмы
4.6 Выводы

ОРЮ-ЯЕОиЬАН многоточечный итоговый механизм содержит на 22 вещества больше чем одноточечный. Эти вещества необходимы для корректного описания процесса В условиях, соответствующих множеству ^пЬ-тр-в «СпЬ-вр-
Для процедуры БРЮЕР разница между одноточечным и многоточечным редуцированием ещё более значительна и составляет 49 веществ (таблица
1.1). При редуцировании в отдельной точке начальных условий процедура БРЮЕР исключает на 45 веществ больше, чем процедура БРЮ-1?ЕОиЕАК. В многоточечном случае это преимущество составляет всего 18 веществ. Это говорит о том, что Б1ЮЕР хуже обобщается на случай многоточечного редуцирования, чем БРЮ-РЕОиЬАР.
Разница между одноточечным и многоточечным редуцированием для процедуры БРЮАБА составляет около 30 веществ (таблица 1.1). Это немного меньшне, чем в случае с БРЮ-РШОиЬАР. Таким образом процедура БРЮАБА исключает в одноточечном случае на 8 веществ больше, чем в многоточечном.
Разница между количеством веществ в результатах одноточечного и многоточечного редуцирования для процедуры БСБРЮ составляет всего одно вещество (таблица 1.1), что говорит о том, что этот алгоритм не только позволяет получить наименьший механизм среди всех рассмотренных (таблица
1.1), но и наилучшим образом обобщается на случай многоточечного редуцирования. Примерное равенство размеров одноточечного и многоточечного редуцированных механизмов могло бы означать, что одноточечного редуцирования достаточно для нахождения важнейших веществ во всем температурном диапазоне. Но существующая разница в числе реакций указывает на необходимость определения важнейших процессов с помощью исследования всего температурного диапазона.
Из приведенного сравнения и таблицы 1.1 следует, что наиболее эффективным способом одноточечного редуцирования является процедура БСБРЮ. Вторым по эффективности является алгоритм БРЮЕР, третьим БРЮАЭА,