ECFM-3Z 模型参考

ECFM-3Z 模型是一种内部燃烧模型,能够模拟内燃机的现代机制所特有的复杂湍流混合、火焰传播、扩散燃烧和污染物排放。还可将该模型用于多喷射环境中的缸内分析和多循环模拟。

ECFM-3Z 模型包含氮氧化物 Zeldovich 模型和碳烟一步模型。

请参见热力型氮氧化物和碳烟化学。

理论 请参见 ECFM-3Z。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > In-Cylinder Models(缸内模型)
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > ECFM-3Z
要求

Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder(打开单独加载项)

  • 空间:三维
  • 材料:多组分气体
  • 反应期:反应
  • StarIce:气缸内
  • StarIce:气缸内燃烧
属性 关键属性包括:ECFM 的开始时间、ECFM 燃料。请参见 ECFM-3Z 属性。
激活 物理模型 ECFM 后期火焰模型
初始条件 燃料/氧化剂混合状态指定。请参见初始条件。
边界输入
  • 燃料/氧化剂混合状态指定

请参见边界设置。

求解器 ECFM-3Z 燃烧。请参见求解器。
场函数 AImode 燃烧放热率、[组分] 的焓、当量比、废气再循环摩尔分数、火焰表面密度、FPmode 燃烧放热率、PSTOXmode 燃烧放热率、SImode 燃烧放热率、[组分] 的比热、总条件燃料质量分数。

ECFM-3Z 属性

对流
在传输方程中,可以从一系列计算网格单元面上的对流项的格式中进行选择。此计算需要 Simcenter STAR-CCM+ 根据环绕网格单元值计算物理量的面值。计算此面值使用的具体方法对数值格式的稳定性和精度具有重要影响。有关选择对流格式的指南,请参见对流通量。
  • 一阶:一阶对流格式。
  • 二阶:二阶对流格式。
ECFM 的开始时间
ECFM 燃烧开始的时间。
ECFM 燃料
ECFM 燃烧的燃料选择。任何包含 C、H、O 或 N 的燃料都适用。
燃烧重置时间
在多周期模拟中将过程变量回归到 0 时,组分及其追踪器的质量分数将根据 Eqn. (3975) 在每个时间步进行更改,直到完成燃烧重置。

在进气阀打开 (IVO) 之前,燃烧重置时间自动设为 5 degCA。

气缸内循环周期
一个周期所需的时间。通常,这是四冲程发动机中 720 度的曲柄转角花费的时间,或者是两冲程发动机中 360 度的曲柄转角花费的时间。
设为与“火花点燃周期”相同的值。
回归温度
在该温度下回归模型处于活动状态。请参见回归。
二阶梯度
忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。
  • 开启:默认值。对内部和边界类型的二阶梯度求解。
  • 关闭:不会对任何类型的二阶梯度进行求解。
  • 仅限内部:仅对内部二阶梯度进行求解。
  • 仅限边界:仅对边界二阶梯度进行求解。
流体边界扩散
激活时,此属性将包括如 Eqn. (865) 所给定的流体边界扩散通量(或流模型的粘性通量)。默认情况下,此属性已激活。
系数 RapCo
未燃烧燃料反应机理中的 CO 调整因子。Eqn. (3970) 中的 r C O 。
系数 BetaMix
燃料和空气 + EGR(废气再循环)之间的湍流混合的系数。Eqn. (3879) 和 Eqn. (3880) 中的 β m i x 。
交叉梯度选项
激活时,可以在未燃烧组分和焓方程的扩散项中产生交叉梯度贡献。Eqn. (3990) 中的 ∇ 。

初始条件

燃料/氧化剂混合状态指定
用于指定燃料和氧化剂在亚网格层级下处于非混合还是预混状态。
在关联区域、边界或交界面上激活属性允许每个部件/部件表面/接触值后,用于指定燃料/氧化剂混合状态根据部件子组指定的可选属性也将变为可用。
组分指定
用于选择是使用组分质量分数还是摩尔分数。将显示相应的同级节点,以供使用常数或复合值来设置“组分质量分数”或“组分摩尔分数”。

边界设置

适用于入口和出口边界类型。

燃料/氧化剂混合状态指定
在域边界处,用于指定燃料和氧化剂在亚网格层级处于非混合还是预混状态。非混合是默认设置。

ECFM-3Z 燃烧求解器属性

亚松弛因子
为了提升收敛,此属性用于在迭代过程中亚松弛求解的变化。如果残差显示求解发散或不减小,则减小亚松弛因子。
详细说明
可用于选择运行模拟时 Simcenter STAR-CCM+ 在输出窗口中报告的信息量。此属性用于在发生问题时进行调试。可用的选项包括无、低和高。
冻结求解器
开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考。
冻结重构
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
归零重构
开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (871)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (883) 和 Eqn. (884))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭。有关这些场函数的完整列表,请参见 通用求解器场函数。