ISSIM 火花点燃模型参考

ISSIM 火花点燃模型是用于内燃机 3D RANS 模拟的欧拉火花点燃模型。可以将此模型用于 ECFM-3Z、ECFM-CLEH 或复杂化学燃烧模型。

当层流火焰概念 (LFC) 或涡耗散概念 (EDC) 燃烧模型处于活动状态时，火花模型的名称为 ISSIM 火花火焰速度点火，且在火花模型中选择层流火焰速度 (LFS) 模型。对于在其他位置指定 LFS 的其他燃烧模型，火花模型名称为 ISSIM 火花点火。


理论	请参见 ISSIM 火花点燃。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 火花点燃模型
节点路径示例	连续体 > Physics 1 > 模型 > ISSIM 火花点燃
要求	执行任一操作：使用 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 加载项。可通过 Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder 加载项选择相应的 Simcenter STAR-CCM+ 模型。材料：多组分气体空间：任何时间：隐式非稳态、PISO 非稳态或显式。反应期：反应反应流体模型：反应组分输运反应组分模型：复杂化学湍流化学相互作用：任何可选模型：火花点燃
属性	关键属性包括：周期性火花点火和求解火焰内核半径的 0D 方程。请参见 ISSIM 火花模型属性。
激活	模型控制（子节点）	周期性火花点火（请参见周期性火花点火属性）、层流火焰速度校正、电压校正、火焰内核传播和层流火焰速度。
	其他连续体节点	右键单击点火器节点可创建 ISSIM 点火器。请参见 ISSIM 点火器属性。

ISSIM 火花点燃模型属性

周期性火花点燃

打开时，将创建一个周期性火花点火子节点，用于指定每次火花点燃之间的正时，即火花点燃周期。关闭时，不会发生火花点燃。

火花点火周期以通用时间单位（如 s）或循环时间单位 degCA 指定。如果使用 degCA，则必须将火花点火周期指定为 <值 degCA> - <0 degCA>。如果输入值指定为以 degCA 为单位的单值，则将其解释为 <值 degCA> - <起始角>。起始角在自动化 > 参数节点下以及操作条件节点下的缸内插件中指定。对于缸内模拟，火花点火周期对应于循环长度并自动填充。周期长度为 <720 degCA> - <0 degCA> 用于 4-stroke 发动机和 <360degCA> - <0 degCA> 用于 2-stroke 发动机。

求解火焰内核半径的 0D 方程

激活后，创建一个火焰内核传播子节点，可以使用该子节点为 Simcenter STAR-CCM+ 求解的火焰内核半径的零维方程 Eqn. (4040) 指定参数。停用时，从点燃一开始就在网格上求解火焰。

初始燃烧质量

指定如何确定在电弧之后沉积的燃烧产物的初始质量。Eqn. (4031)、Eqn. (4032) 和 Eqn. (4033) 中的

m_{b}^{i g n}

。可用的选项包括：

最小临界燃烧质量
根据释放的实际火花能量
根据固定的等离子体温度

关键点火能量

用于计算关键点火能量的选项。Eqn. (4030) 中的

E_{c r i t}

。

根据火花弧长度评估： $l_{c} = l_{s p k}$
根据火花间隙评估： $l_{c} = d_{g a p}$

火花能量释放的分布调整

此选项用于调整火花塞向气体释放的能量的高斯分布。Eqn. (4029) 中的

E_{s p k}^{g a s}

。

高度：Eqn. (4029) 中的 ${S p}_{N R}$ 定义为 2.0。
宽度：Eqn. (4029) 中的 ${S p}_{N R}$ 会自动调整以在火花周围获得可接受的最大温度。

过程变量分布调整

此选项用于调整过程变量的高斯分布。Eqn. (4035) 中的

{\bar{c}}_{i g n}

。

高度：Eqn. (4035) 中的 ${S p}_{c} = 7$ 。
宽度：Eqn. (4035) 中的 $c_{0} = 1$ 。

最小可燃体积分数

控制体积的最小分数，其满足点燃条件 () 以避免失火。

V_{c r l}

E_{i g n} (t) > E_{c r i t} (t)

请参见 Eqn. (4030)。

LFS 球体系数

影响大小有效层流火焰速度区域的系数。Eqn. (4050) 中的

{S p}_{S L}

。

初始燃烧质量系数

初始点燃燃烧质量的倍增常数。Eqn. (4031)、Eqn. (4032) 和 Eqn. (4033) 中的

K_{m b i g n}

。

火花能量稀释系数

火花能量稀释系数。Eqn. (4028) 中的

K_{d i l}

。

层流火焰速度校正

最高未燃烧温度: 层流火焰速度校正评估的最大可接受温度。Eqn. (4053) 中的 $T_{u}^{\max}$ 。
层流火焰速度校正因子: 用于校正层流火焰速度的常数乘数。Eqn. (4050) 中的 $K_{s l}$ 。
扩展层流火焰速度校正选项: 激活时，层流火焰速度校正基于最大弧长，并在火花寿命结束后延长。

电压校正

击穿电压系数: 击穿电压比例系数。Eqn. (4020) 中的 $K_{b d}$ 。

电压校正：二次击穿电压计算

选项

提供了以下选项用于指定二次击穿（重击穿）电压校正系数：Eqn. (4020) 中的

F_{c}

。


选项	对应选项节点
无校正 $F_{c} = 1$	无
校正因子 $F_{c}$ 在 Eqn. (4023) 中等于指定的二次击穿电压校正系数。	二次击穿电压校正系数
校正因子、Rho_g 和 EGR Mod $F_{c}$ 在 Eqn. (4024) 中，基于密度变化计算，并考虑火花塞附近的 EGR 质量分数。	二次击穿电压校正系数
校正因子、Rho_plasma Mod $F_{c}$ 在 Eqn. (4025) 中，基于从等离子体温度估计的等离子体密度变化来计算。	二次击穿电压校正系数

二次击穿电压校正系数节点可用于在 Eqn. (4023)、Eqn. (4024) 和 Eqn. (4025) 中设置二次击穿（重击穿）

K_{b d 2}

的校正系数属性。

火焰内核传播

在使用复杂化学模型时自动可用。

如果使用 ECFM-3Z 或 ECFM-CLEH 模型，则仅当为 ISSIM 火花点火模型激活求解火焰内核半径的 0D 方程属性时，此节点才可用。

最大起皱系数: 最大火焰表面卷积系数。Eqn. (4044) 中的 $K_{x m}$ 。
起皱结果系数: 湍流起皱结果项的系数。Eqn. (4043) 中的 $K_{x p}$ 。
转换比: 火焰内核转换半径与湍流长度尺度之比。Eqn. (4045) 中的 $T_{r}$ 。
最大转换半径: 火焰内核转换半径的最大值。Eqn. (4045) 中的 $R_{k}^{L}$ 。

层流火焰速度

仅当复杂化学模型和层流火焰概念模型或涡耗散概念模型与 ISSIM 火花火焰速度点火模型结合使用时可用。

方法

提供用于控制无约束层流火焰速度的选项。

方法	对应方法节点
Gulder 层流火焰速度	使用 Gülder 层流火焰速度相关性 Eqn. (3605)激活 Gulder 层流火焰速度，可用于设置燃料名。
Metghalchi 层流火焰速度	使用 Metghalchi 层流火焰速度相关性 Eqn. (3601) 激活 Metghalchi 层流火焰速度，可用于设置燃料名。
预计算 LFS 表	使用在表生成器 > LFS 表生成器节点下指定的层流火焰速度表中取的值。激活预计算 LFS 表节点，可用于选择在 LFS 表生成器中定义的层流火焰速度表。
用户自定义的层流火焰速度使用标准标量分布来提供层流火焰速度。	用户自定义的层流火焰速度 > 层流火焰速度分布可用于提供层流火焰速度。

火焰速度乘数: 可用于所有层流火焰速度 (LFS) 方法。; 用于将 LFS 与比例因子相乘。火焰速度乘数应用于根据火焰速度计算中的任一 LFS 方法求得的。 $S_{l}$; 增大乘数会增大 LFS，从而增大湍流火焰速度。此值的推荐范围为 0.5 到 2。默认值 1 表示不应用任何乘数。

ISSIM 点火器属性

坐标系: 用于定义火花和火焰内核位置坐标的坐标系。
电极直径: 电极的直径。
电极间的距离: 阳极和阴极之间的距离，也称为火花隙。 $d_{g a p}$ 在 Eqn. (4035).
二次回路电感: 火花塞的二次回路的电感。Eqn. (4014) 中的 $L_{s}$ 。
二次回路初始能量: 火花塞的二次回路的初始能量。Eqn. (4013) 中的 $E_{s} (t) = 0$ 。
二次回路电阻: 火花塞的二次回路的电阻。Eqn. (4013) 中的 $R_{s}$ 。
扇区角度: 扇区网格的角度，。 $θ$
火花位置: 火焰内核（火花）的坐标。Eqn. (4029) 中的 $x_{s p k}$ 。
Spark Start Time(火花开始时间): 激活火花并且 ISSIM 开始计算电路的时间。
详细程度: 激活后，Simcenter STAR-CCM+ 会模拟运行时在输出窗口中报告火花相关数据。此属性用于在发生问题时进行调试。