Czas obliczeń i zbieżność rozwiązania to powszechne wyzwania, z którymi zmagają się użytkownicy w dziedzinie spalania i to z kilku powodów:
- bardzo silna interakcja pomiędzy kinetyką a turbulencją, warunki mieszania w kluczowy sposób wpływają na szybkość reakcji i musimy powiązać ze sobą te zjawiska,
- silna nieliniowość członów źródłowych odpowiadających za kinetykę reakcji w równaniach transportu
- szeroki zakres skal czasowych reakcji chemicznych,
- często ogromna liczba związków i reakcji, które muszą być uwzględnione.
Jednym z najczęściej stosowanych modeli, które pozwalają nam zamodelować wspomniane interakcje jest model Eddy Dissipation Concept, w którym dla każdego związku rozwiązywane jest osobne równanie transportu. Model ten oferuje wysoką precyzję obliczeń, są one jednak bardzo czasochłonne a otrzymanie zbieżnego rozwiązania często jest bardzo trudne i wymaga manualnych ingerencji ze strony użytkownika w trakcie trwania symulacji.
Alternatywą są tutaj modele z rodziny Partially-premixed, które powstały, aby zaradzić wszystkim tym bolączkom i oferują one zupełnie inne podejście w modelowaniu spalania:
- chwilowe wartości kluczowych wielkości opisujących chemię takich jak temperatura czy udziały masowe są obliczane na etapie preprocessingu przy założeniu, że stany te w płomieniu turbulentnym i laminarnym są porównywalne,
- przestrzeń parametrów opisujących spalanie jest redukowana do prostych do rozwiązania wielkości skalarnych, które śledzą jedynie udział masowy składników paliwa i/lub stopień przereagowania w domenie, mowa więc tutaj o kilku dodatkowych równaniach transportu zamiast kilkudziesięciu jak może mieć to miejsce w przypadku EDC,
- interakcja z turbulencją i fluktuacje tych wielkości są opisywane na etapie preprocessingu w postaci funkcji gęstości prawdopodobieństwa i przechowywane w tabeli, solwer będzie tutaj sięgał na etapie właściwych już obliczeń.
W praktyce modele te liczą się zauważalnie szybciej i wymagają od użytkownika jedynie poświęcenia większej ilości czasu na preprocessing. W nowej odsłonie Fluenta 2025 R1 otrzymujemy również możliwość wykorzystania do tego celu kart GPU.
Obserwuj nas
