Новости
STAR-CCM+ v11.06 обзор: Генерация таблиц горения
Karin Frojd
CD-adapco (Siemens PLM Software)
Как-то раз, я приобрела шагомер, с дополнительным пульсометром. Эти устройства предоставили мне крайне любопытную информацию, жаль только, что я так и не удосужилась ей воспользоваться. Несмотря на мои инвестиции в технологии, мне было просто неудобно использовать кучу разных устройств в добавок к моему смартфону. С одной стороны, дополнительная информация относительно моего здоровья должна была меня подтолкнуть к действиям, однако из-за количества девайсов, в которых нужно было ориентироваться, я ничего не стала предпринимать. Сегодня, практически все шагомеры и GPS встроены в телефон, а пульсометры в наручные смарт-часы. Вам требуется только скачать нужное приложение и вся необходимая информация с Ваших устройств всегда будет с Вами. За счет консолидации технологий в всего лишь одном девайсе, мне доступна вся информация о моем здоровье и ей стало крайне удобно пользоваться.
Компания CD-adapco A Siemens Business
анонсировала STAR-Cast v11.02, надстройку STAR-CCM+®, для моделирования процессов литья.
26 октября вышла новая версия STAR-CCM+® v11.06 (доступна для скачивания на Steve Portal)
Подобный значительный скачок повышения уровня удобства пользования был сделан в STAR-CCM+ v11.06 для моделирования процессов горения. Вместо использования двух разных инструментов высокоточного прогнозирования данных процессов, Вы можете производить все расчеты исключительно в STAR-CCM+. Также, как и в моем примере с шагомером, больше нет необходимости устанавливать, изучать и использовать множество дополнительных инструментов. Просто воспользуйтесь новым встроенным узлом “Table Generator” (генератор таблиц) в STAR-CCM+ для создания данных, необходимых для высокоточного моделирования процесса горения. Анализ таблицы, а также модификация/повторный расчет легко получаемы из встроенного инструмента, что делает технологии доступными для любого инженера CFD по моделированию процессов горения.
Для более подробного объяснения нового функционала “Table Generator”, обратимся к некоторым основам. Работа с Flamelet моделями горения (модель маленького пламени) небольшого пламени основана на принципе, что под определенными обстоятельствами химическое состояние пространства реагирующей системы может быть описано небольшим числом переменных, к примеру, энтальпией, показателем прогресса горения, степенью смешения топлива и окислителя и их вариациями. Такой подход убирает необходимость расчета переноса всех химических компонент, значительно сокращая количество требуемых для решения в ходе CFD исследования переменных. Сопоставления переносимых переменных и термохимического состояния системы (температура, концентрации химических компонентов, свойства смеси и т. д.) достигается через заранее подготовленную Таблицу Горения, которая обычно использует детализированные кинетические химические схемы в виде простых конфигураций нулевой и одномерной размерностей.
Изначально Таблица Горения создавалась в DARS, программном обеспечении для анализа и редуцирования химических процессов. Рабочий процесс в DARS в значительной степени отличался от STAR-CCM+, что являлось проблемой для рядового CFD инженера. Тут та же история, как с моим шагомером, то есть необходимость устанавливать, изучать и использовать различные инструменты для достижения поставленных целей. Принимая во внимание данный факт, начиная с версии 11.06, Вы можете создавать Таблицы Горения прямо в STAR-CCM+, не закрывая при этом задачу горения, с которой Вы в данный момент работаете.
-
В дереве «Физики» располагается новый узел “FGM/SLF/Chemical Equilibrium Table Generator”. Из этого узла Вы можете импортировать механизм химическом реакций, задать требуемые параметры и сгенерировать таблицу.
-
В среднем настройка займет от 1 до 5минут
-
Построение таблицы занимает в среднем от 2 до 30 мин в зависимости от сложности механизма, количества, доступных для расчета ядер, размера таблицы и так далее.
Каждый раз, меняя условия работы рассматриваемой камеры сгорания, такие как давление или состав сжигаемого топлива, все, что Вам необходимо будет сделать – это удалить текущую таблицу, поменять настройки и заново запустить генератор таблиц.
Сравнение результатов для Пламени НМ1 (доступно по адресу: http://web.aeromech.usyd.edu.au/thermofluids/bluff.php) при использовании модели горения Flamelet Generated Manifold в связке с генератором таблиц в STAR-CCM+ (на скалярной сцене слева, синяя линия на графике) в сравнении с DARS (на скалярной сцене справа, красные маркеры на графике). Как мы видим на изображении, результаты согласуются и соответствуют эксперименту.
Для тех кто заинтересовался, ниже приведены детали:
-
STAR-CCM+v11.06 включает в себя генератор таблиц горения для всех моделей Flamelet
-
Генератор Таблиц для модели Flamelet Generated Manifold
- Генератор Таблиц для модели Steady Laminar Flamelet
- Генератор Таблиц для модели Chemical Equilibrium – доступна в версии 11.04 и более ранних
-
Модель NOx emissions поддерживается во всех моделях Flamelet
-
Модель Soot emissions пока не поддерживается и будет добавлена в будущих релизах
-
Генерация таблиц полностью параллелится, что значительно ускоряет процесс генерации при расчетах на кластерах
-
В ходе импортирования механизма химической реакции, импорт транспортных свойств компонентов
-
Понятная визуализация Табличных данных за счет построения графика XY при пост-процессинге (см. ниже)
Пост-процессинг Табличных данных процессов горения – Сравнение температур как функции от Mixture Fraction для таблиц горения FGM. Голубые/красные маркеры показывают температуру при нулевой теплопотере, а зеленые/желтые маркеры показывают температуру при максимальной теплопотере (уровень теплопотери = 1) для сгенерированных данных в DARS при сравнении со STAR-CCM+.
Я надеюсь, что данные примеры вдохновят Вас на использование нового функционала и, кроме всего прочего, использовать модели горения Flamelet при каждом соответствующем случае! Как Вы могли заметить, STAR-CCM+ позволит Вам достигнуть искомой цели с максимальной скоростью, с большей точностью и с меньшим количеством потраченных нервов, используя всего один инструмент.
