Что и где почитать о «скелетных» или «редуцированных» механизмах реакций

reaction-logoВ январе 2014 года компания ANSYS, Inc. объявила о завершении процесса поглощения компании Reaction Design — разработчика специализированного ПО (CHEMKIN-PRO) для моделирования химически реагирующих потоков.

Компания Reaction Design занимается также разработкой детальных кинетических механизмов реакций и алгоритмов их редуцирования (упрощения) для использования в коммерческих пакетах вычислительной гидродинамики, в частности, ANSYS Fluent.

Об этом мы сегодня и поговорим.

Использование детальных кинетических механизмов важно для точного и полного моделирования таких процессов как, воспламенение и погасание пламени, образование загрязняющих агентов  при горении (углеводородов, окислов азота и углерода), моделирования неравновесных химических процессов.

Детальные кинетические механизмы для описания горения  углеводородов состоят из сотен веществ и тысяч элементарных реакций, поэтому их непосредственное использование в многомерных численных расчетах реагирующих потоков является затруднительным и требует огромных вычислительных ресурсов.

Проблема решается применением упрощенных редуцированных механизмов реакций.  За последние два десятилетия предложено большое количество методов для уменьшение вычислительной сложности задач с горением, которые можно разделить на два класса.

В методах первого класса из детального механизма реакций исключаются несущественные в конкретных условиях вещества и реакции, получается т. н. «скелетный» (skeletal) механизм.

В методах второго класса генерируется т. н. «глобальный» механизм, состоящий из ограниченного количества брутто-реакций, скорости которых рассчитаны на основе элементарных реакций.

Ниже приводятся несколько источников, в которых дается более подробное описание как детальных кинетических механизмов, так и «скелетных» и «редуцированных».

Читать далее