基于特征值分析的骨架机理获取方法.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)l306ActaP．一Chim．Sin．2012，28(6)，1306—1312June[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB2012040l2www．whxb．pku．edu．cn基于特征值分析的骨架机理获取方法文斐钟北京f清华大学航天航空学院，北京100084)摘要：基于特征值分析法，建立了一套复杂化学反应动力学模型简化方法，并采用该方法对甲烷空气燃烧的洋细化学反应动力学模型进行了简化．从GRI1．2得到了21个组分，83个反应的骨架机理．该机理

2、与详细的GRI1．2机理和DRM19机理在不同化学计量比和不同压力下对比了点火延迟时间，结果表明简化机理能有效地再现详细反应动力学模型的反应机理，并具有更高的计算精度．从GRI3．0简化得到两种骨架机理分别为26个组分、12O个反应和30个组分、140个反应．这两个机理都能很好地对火焰传播速度以及主要组分和NO浓度分布进行反应动力学模拟．关键词：化学机理简化：骨架机理：特征值分析；甲烷：点火延迟：火焰传播速度中图分类号：0641：0642SkeletalMechanismGenerationBasedonEigenva

3、lueAnalysisMethodWENFeiZHONGBei—Jing(SchoolofAerospace,TsinghuaUniversity,Beo'ing10008~尸R．China、Abstract：Aneweigenvalueanalysis—basedmethodispresentedfortheconstructionofskeletalreducedmechanismsfr0mcomplexchemicaIreactionmechanisms．Areducedmechanismof21speciesa

4、nd83elementaryreactionsformethane—aircombustionwasgeneratedfr0mdetailedmechanismGRI1．2．Theignitiondelaytime．obtainedfordiferentvaluesofequivalenceratio．initiaItemperatureandpressureonthebasisofthisreducedmechanism，werecomparedwiththosebasedonthedetailedmechanism

5、GRI1．2．andanotherskeletalmechanismDRM19．Thereducedmechanismagreedfavorablywiththedetailedmode1．andperformedmoreaccuratelythanDRM19．TWoreducedmechanisms．thefirstinvolving120reactionsamong26species，thesecond，140reactionsamong30species，werealsogeneratedfromGR13．0．T

6、heyweretestedbymeansofpremixedIaminarflamecalculations．ThemethodveryaccuratelypredictedspeedofflamepropagationandkeyspeciesconcentrationandevenNOcOncentratiOndistributioninmethanecombustion．KeyWords：Chemicalmechanismreduce；Skeletalmechanism；Eigenvalueanalysis；Me

7、thaneIgnitiondelaytime；Flamepropagationspeed1引言上千种反应，流动方程组与化学反应动力学模型耦随着计算机技术能力的发展，数值方法应用越合求解形成巨大的计算量，尤其是工程中需要对复来越广泛．但燃烧数值模拟仍然存在着很多难题，杂结构中湍流非预混反应过程进行数值模拟时，庞主要包括两方面，一是计算量太大，由于燃烧反应大的计算量超出了现有计算能力．二是计算稳定的复杂性，燃烧的详细反应模型往往包含着上百、性，由于化学反应过程的特殊性，不同组分的浓度Received：November22，

8、2011；Revised：March12，2012；PublishedonWeb：April1，2012．Correspondingauthor．Email：zhong~@mail．tsinghHa．edu．cn；Tel：+86-10—62772928．TheprojectwassupposedbytheNationalNatur