反应表面模型参考

当表面化学模型处于活动状态并包含表面机制时,Simcenter STAR-CCM+ 会自动激活反应表面模型。无法取消选择此模型。

表 1. 反应表面模型参考
理论 请参见化学运动学:表面化学和表面化学
提供方式 表面机制模型选择对话框,启用模型
节点路径示例 表面化学 > 表面机制管理器 > 表面机制 > 反应表面
要求
  • 按照说明选择表面化学模型。

    请参见表面化学模型参考

  • 在表面化学模型中创建表面机制。
激活 模型控制(子节点)

反应

包含三个深一层的子节点,用于为反应指定反应物、产物和属性。请参见导入组分和反应或手动定义化学反应。

以下属性适用于属性 > 反应系数 > 阿列纽斯系数节点。

温度指数,β
设置 Eqn. (3411) 中此反应的温度指数 。 β
活化能,Ea
设置 Eqn. (3411) 中此反应的活化能 。 E a
指前因子单位系统
指前因子的单位。
指前因子 A
定义 Eqn. (3411) 中的指前因子 。 A
可逆
激活时,反应被指定为可逆。在可逆反应中,指定正向速率系数,并选择如何使用属性 > 逆向反应系数节点来计算逆向速率。当从 Chemkin 机制读取可逆反应时,激活此属性,且自动设置反应属性。如果定义可逆反应,确保为混合物的每个组分指定焓、熵和比热的值。对于比热,可选择热力学多项式或多项式 (T) 选项。
Motz-Wise 校正
激活时,按 Eqn. (3448) 修改粘附系数速率表达式。
博姆校正
激活时,按 Eqn. (3449) 修改速率常数以包括博姆速度校正。
粘性
Eqn. (3446) 中的粘附系数 表示组分粘附到表面的概率。 S c
Langmuir-Hinshelwood
激活时,用于指定全局 Langmuir-Hinshelwood 表面反应,将组分吸附、表面反应和解吸合并到单个步骤中。
提供了的具有以下属性的 Langmuir-Hinshelwood 系数子节点:
Langmuir-Hinshelwood 指数
(Eqn. (3454) 中的上标 ) m
平衡常数单位
可以浓度、大气、Bar、托、帕斯卡或达因为单位指定平衡常数。
在 Langmuir-Hinshelwood 系数节点下列出了每个 Langmuir-Hinshelwood 成分,用于指定 Langmuir-Hinshelwood 数据:
指前因子
A (位于 Eqn. (3455) 中)。
温度指数
β (位于 Eqn. (3455) 中)。
平衡焓 (J/kmol)
H (位于 Eqn. (3455) 中)。
反应级数
激活分子中的平衡常数包括 Langmuir-Hinshelwood 速率 Eqn. (3454) 的分子中的平衡常数。
属性 > 反应系数 > 阿列纽斯系数 > 表面覆盖因子子节点还提供了右键单击选项添加表面覆盖因子 > [组分]。为选定的组分显示子节点,用于指定以下属性:
Eta
η i , j (位于 Eqn. (3445) 中)。
Mu
μ i , j (位于 Eqn. (3445) 中)。
Epsilon
ε i , j (位于 Eqn. (3445) 中)。

反应系统属性

组分反应源雅可比
当使用用户编程的反应率时,强烈建议将“数值”选项用于雅可比计算。但是,如果需要额外的分析雅可比计算速度,Simcenter STAR-CCM+ 允许使用用户程序分析雅可比选项。
方法 相应的子节点
分析

CVODE 求解器中将使用分析雅可比。

分析
  • 当组分反应源方法设为内部时,Simcenter STAR-CCM+ 将以分析方式计算雅可比。
  • 当组分反应源方法设为用户自定义时,指定用户函数以定义分析雅可比。请参见使用用户函数。
数字雅可比

以数值方式计算雅可比。

数值
雅可比是反应率对组分特定的摩尔分数(质量分数除以分子量)、表面点位覆盖分数、体积分数和温度的导数的平方矩阵。对于表面化学反应,雅可比 J ω (在 Eqn. (3471) 和 Eqn. (3472) 中)还会添加表面点位组分和主要组分以及气相组分。
组分反应源
方法 相应的子节点
内部

Simcenter STAR-CCM+ CVODE 求解器提供反应组分的反应率源项。

无。
用户自定义

提供用户自定义的组分源指定节点,用于指定是修改内部计算的反应率源项,还是定义全新的反应率源项。

用户自定义
用于指定以前导入的定义组分反应率源项的用户函数。请参见使用用户函数。
场函数
指定要用于相应用户函数的标量场函数,以修改计算的反应率,或定义反应率源项。
以下文本是用户代码中有关如何访问场函数的示例:
struct UserAccessibleData *udata = (struct UserAccessibleData *)data;

if (udata->_fieldFunctionsData._nFF > 1)
{ double ff0 = udata->_fieldFunctionsData._ffVal[0]; double ff1 = udata->_fieldFunctionsData._ffVal[1]; ... }

如果在模拟中使用群集,这些场函数将自动显示在群集 > 组分节点下。

用户自定义的组分源指定
当“组分反应源方法”设为“用户自定义”时可用。
方法 相应的子节点
计算组分源
计算组分源
指定要使用以前导入的用户函数库来定义全新的反应率源项。在这种情况下,不计算内部反应率源。显示以下属性:
内部反应能量源
激活时,假设为恒定压力反应器,则在内部计算 ODE 能量方程的源项。请参见 Eqn. (3468)。停用时,必须计算 ODE 能量源,并存储在反应速率 ω ˙ 矢量的第 N+1 个单元中。
修改内部组分源
修改内部组分源
指定要使用以前导入的用户函数修改现有的反应率源项 - 通常将现有值乘以一个常数。
修改内部反应速率
修改内部反应速率
指定要修改各个反应的现有速率。提供了正反应速率和反向反应速率。
可以使用先前导入的用户函数修改内部反应速率。

使用组分反应源 > 用户自定义节点选择适当用户函数。有关更多详细信息,请参见用户定义反应率源项。有关如何创建用户函数的更多信息,请参见使用用户函数。