反应模型参考

对于在大量流体中发生反应的物理连续体，可以选择反应模型。

表 1. 反应模型参考
理论	请参见反应流体。
提供方式	[物理连续体] > 模型 > 反应期
节点路径示例	连续体 > Physics 1 > 模型 > 反应
要求	材料：多成分气体或多成分液体
激活	物理模型	反应流体模型
	模型控制（子节点）	反应	包含化学机制中反应的详细信息。可以手动定义这些反应，或将在导入化学机制时显示这些反应。请参见导入组分和反应或手动定义化学反应。
		[反应]
		反应物
		产物
		属性
		反应系统属性

[反应] > 属性

“属性”节点包含深一层的子节点“复杂反应属性”和“反应系数”。当在“阿雷尼乌斯系数”下激活“第三体”时，“第三体效率”子节点也变为可用。如果导入的化学机制中定义了压力相关的反应，则还会显示另一个以特定方法（即用于指定“林德曼脱落公式”、“Troe 脱落公式”或“SRI 脱落公式”压力相关参数的方法）命名的节点。林德曼、Troe 或 SRI 的值从导入的化学机制中自动设置。但是，如有必要，可以手动设置这些值。

复杂反应属性

压力相关: 用于指定此反应使用压力相关的林德曼机制。激活时，将显示林德曼脱落公式节点。

反应系数

阿列纽斯反应参数用于根据有限速率动力学计算化学反应率。


方法	相应的子节点
阿列纽斯系数	指前定义 Eqn. (3411) 中的指前因子 $A$ 。

阿列纽斯系数：属性

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 $E_{a}$ 。
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。
第三体: 默认情况下，假设混合物中的每个组分都贡献与第三体同等的效率。因此，所有组分都与第三体的效率相同。如果一个或多个组分的贡献多于或少于第三体，可以激活此属性，然后在第三体效率节点下指定组分的效率系数。如果导入的机制包含第三体效率的详细信息，此属性将变为激活状态，自动导入值。

“阿列纽斯系数”节点还提供了定义 Eqn. (3411) 中的指前因子

A

的指前子节点。

逆反应系数

当在反应系数 > 阿列纽斯系数节点下激活可逆时可用。

方法	相应的子节点
根据平衡常数的反向系数	根据平衡常数的反向系数使用平衡常数计算后向反应率系数。此计算需要在反应定义中定义焓、熵和比热。
逆向反应的阿列纽斯系数	逆向反应的阿列纽斯系数温度指数，β 设置 Eqn. (3411) 中的后向反应温度指数 $β$ 。活化能，Ea 设置 Eqn. (3411) 中的后向反应活化能 $E_{a}$ 。逆向反应的阿列纽斯系数 > 指前定义 Eqn. (3411) 中的后向反应指前因子 $A$ 。

第三体效率

如果第三体效率作为化学机制的一部分导入，此节点下将显示第三体组分及其效率系数的详细信息。如有必要，可以手动定义第三体效率，方法是右键单击此节点，然后选择选项增加第三体系数 > [组分（连续体）]。包含的每个组分显示为子节点，可以为其指定 Eqn. (3418) 中的第三体效率系数

α_{i j}

。

林德曼脱落公式

指定高压限制（Eqn. (3424) 中的

A_{\infty}

、

β_{\infty}

和

E_{\infty}

）和低压限制（Eqn. (3423) 中的

A_{0}

、

β_{0}

和

E_{0}

）的阿列纽斯速率参数值，以分别解释 Eqn. (3411) 中的速率常数

A_{j}

、

β_{j}

和

E_{j}

的压力依赖性。反应机制中的术语确定了值表示的是高压限制还是低压限制。

Troe 脱落公式

指定 Eqn. (3426) 中

α

、

T^{* * *}

、

T^{*}

的值，以及（可选）

T^{* *}

的值，这些值用于计算

F_{c e n t}

。然后，使用

F_{c e n t}

计算混合因子

F

，如 Eqn. (3425) 中所示。

SRI 脱落公式

指定

a

、

b

、

c

，还可以选择性指定

d

和

e

（位于 Eqn. (3427) 中），皆用于计算混合因子

F

（位于 Eqn. (3425) 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）和温度的导数的平方矩阵。请参见 Eqn. (3471) 和 Eqn. (3472)。

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。

用户自定义反应密度

当结合“复杂化学”模型选择“用户自定义的 EOS（状态方程）”模型并将多组分气体的密度指定为场函数时可用。

用户函数: 将多组分气体的密度指定为用户代码，以计算组分源项。; 代码的输出必须与为多组分气体密度创建的场函数相同。

用户自定义反应密度雅可比

当结合“复杂化学”模型选择“用户自定义的 EOS（状态方程）”模型并将多组分气体的密度指定为场函数时可用。

用户函数: 指定多组分气体密度的雅可比作为用户代码，用于组分源项计算。; 密度雅可比的用户代码必须返回和。 $\frac{d ρ}{d t}$ $\frac{d ρ}{d z_{i}}$ $z_{i} = \frac{Y_{i}}{W_{i}}$ 为比摩尔分数，其中为质量分数，为第 i 个组分的分子量。 $Y_{i}$ $W_{i}$

以下文本是返回理想气体的密度和密度导数的用户编码函数示例：

#include "UserAccessibleData.h"

void rho(double *rho, double T,  unsigned int nSpe, double *z, void *data)
{
  double const Ru = 8314.4621;
  struct UserAccessibleData *udata = (struct UserAccessibleData *)data
  double Rgas = 0.0;
  for( unsigned int i=0; i<nSpe; i++)
  {
    Rgas += z[i];
  }

  Rgas *= Ru;
  *rho = udata->_pressure / ( Rgas * T);  
}

void rhoJac(double *drhodT, double *drhodzi, double *rho, double T,  unsigned int nSpe, double *z, void *data)
{
  struct UserAccessibleData *udata = (struct UserAccessibleData *)data;

  double Rgas = 0.0;
  double const Ru = 8314.4621;
  for( unsigned int i=0; i<nSpe; i++)
  {
    Rgas += z[i];
    
  }

  Rgas *= Ru;
  *rho = udata->_pressure / ( Rgas * T );  

  *drhodT = -*rho/T;
  *drhodzi = -*rho/Rgas * Ru;
}

#include "uclib.h"

void uclib()
{
  ucfunc(rho, "UserDensityForChemistry", "rho");
  ucfunc(rhoJac, "UserDensityJacobianForChemistry", "rhoJac");
}

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 $\dot{ω}$ 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。有关如何创建用户函数的更多信息，请参见使用用户函数。