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Energico: 燃機燃燒與工業爐燃燒模擬的革命性軟件

       設計人員在燃燒和排放仿真中由于必須進行反應動力學計算，因此始終面臨計算精度和計算時間的矛盾。此前人們通常有反應器網絡和CFD/反應耦合兩種方法。

反應器網絡：為了更快的模擬設計工況，人們通常先采用CHEMKIN的反應器搭建一個可以進行詳細反應機理計算的工程等效反應器網絡（Equivalent Reactor Networks ERNs）。

圖1 燃機燃燒室流動示意圖

等效反應器網絡的優點：

    ? 精確模擬各種詳細化學反應機理

    ? 可以確定污染物在各區的生成情況

等效反應器網絡的缺點：

    ? 如果手工繪制的話，通常需要數周時間

    ? 計算結果無法直接映射到真實3D幾何空間

CFD/反應耦合

圖2 燃機燃燒室CFD計算結果

CFD/反應耦合計算的優點：

    ? 三維空間幾何

    ? 精確的流場/傳熱分析

CFD/反應耦合計算的缺點：

    ? 簡化的化學反應機理

    ? 數天至數周的計算時間

Energico方法：

Energico把反應器網絡方法和CFD方法有機結合在一起，創造性地提出了自動化反應器網絡這一革命性的燃燒/污染物仿真方法。

    ? Energico讀入3D CFD計算結果；

    ? 依據空間速度、濃度、溫度梯度分布自動生成空間反應器網絡（ERNs反應器個數由用戶確定）；

    ? 在空間反應器網絡ERNs中，疊加詳細反應機理進行計算；

    ? 將詳細的燃燒/污染物濃度的計算結果映射到3D 空間幾何，供用戶進行分析。

圖3 Energico計算框架

Energico優點：

    ? 擁有3D 計算的空間精度，詳細機理的化學精度和極高的計算效率

    ? 將詳細反應機理引入到復雜燃燒器的燃燒/污染物計算

    ? 將3D空間燃燒/污染物計算時間從數月減少到數周或者數天