使用快速、可擴(kuò)展的化學(xué)求解器在更短時間內(nèi)運(yùn)行更多解決方案

采用新型自動反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)方法，為燃燒室設(shè)計提供快速、精確的排放曲線

確保高效、可擴(kuò)展的求解器充分利用計算資源

使用模型特定的反應(yīng)流網(wǎng)格自適應(yīng)方法，確保獲得精確結(jié)果，同時減少提前構(gòu)建網(wǎng)格的工作量，是火焰瞬態(tài)仿真的理想選擇

使用多時間尺度法進(jìn)行共軛熱仿真和LES，獲得制造燃燒室內(nèi)襯所需的高保真數(shù)據(jù)

摘要

如今，新一代燃燒系統(tǒng)受到的限制日益增多。鑒于排放法規(guī)層層加碼、市場競爭日益激烈、新型燃料和燃料成分層出不窮，保持企業(yè)競爭力比以往任何時候都更具挑戰(zhàn)性。

此外，增材制造等新技術(shù)也為優(yōu)化燃燒室?guī)缀误w創(chuàng)造了無限可能。但是，如果沒有相關(guān)經(jīng)驗，工程師將難以應(yīng)用這些技術(shù)。

Sandia Flame-G的LES仿真：溫度場。

無焰甲烷燃燒室瞬態(tài) LES 仿真（作者：Verissimo 等）。其中，黃色表示燃料/ 空氣混合物，綠色表示 NOx 形成區(qū)域。

高保真數(shù)字孿生可以解決這些問題，在產(chǎn)品物理原型出現(xiàn)之前就能進(jìn)行實(shí)驗、設(shè)計探索和優(yōu)化。

有效評估燃燒系統(tǒng)性能是當(dāng)今仿真工具面臨的一項重大挑戰(zhàn)。這些工具必須能夠：

進(jìn)行高保真分析，以精確評估實(shí)際性能。涵蓋所有物理場，例如熱聲噪聲相互作用、多重時間尺度、超低排放生產(chǎn)和新型燃料化學(xué)

快速響應(yīng)并可擴(kuò)展，以便在實(shí)際周轉(zhuǎn)時間內(nèi)以足夠的分辨率運(yùn)行仿真

進(jìn)行設(shè)計探索。這是滿足復(fù)雜設(shè)計約束（例如排放曲線）并在性能方面獲得出色競爭優(yōu)勢的必要條件

處理復(fù)雜幾何體，以應(yīng)對新型增材制造技術(shù)挑戰(zhàn)

Simcenter STAR-CCM+提供了解決方案

Simcenter STAR-CCM+軟件是一款多功能計算流體力學(xué)(CFD)工具，具有全面的多物理場功能。通過單一集成用戶界面，您可以使用一整套耦合物理模型，為實(shí)際應(yīng)用構(gòu)建高保真性能數(shù)字孿生。

西門子工業(yè)渦輪機(jī)械有限公司DLE SGT-100?；旌衔锓?jǐn)?shù)分布。

Simcenter STAR-CCM+改進(jìn)了工作流程和功能，使燃燒仿真用戶受益匪淺，例如：

計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)到解決方案流水線式自動化工作流程，用于復(fù)雜新型燃燒室?guī)缀误w仿真

微火焰自動化工作流程，包括微火焰表格生成（例如機(jī)械裝置導(dǎo)入以及表格構(gòu)建、集成和分析）

內(nèi)置設(shè)計探索，可在運(yùn)行包絡(luò)高度受限的情況下平衡現(xiàn)代燃燒室設(shè)計所需的復(fù)雜權(quán)衡因素

數(shù)據(jù)聚焦、協(xié)作式虛擬現(xiàn)實(shí)等創(chuàng)新數(shù)據(jù)分析工具，可回答可能在哪里形成煙塵等問題，使所有燃燒室設(shè)計協(xié)作者（熱傳導(dǎo)團(tuán)隊、燃燒團(tuán)隊、機(jī)械完整性團(tuán)隊）能夠開展團(tuán)隊協(xié)作，進(jìn)行實(shí)時審查、討論和評論

先進(jìn)的燃燒模型

Simcenter STAR-CCM+根據(jù)最新研究成果提供先進(jìn)的燃燒模型，確保用戶隨時都能享受出色功能，例如：

將復(fù)雜化學(xué)方法與湍流火焰閉合相結(jié)合，通過火焰?zhèn)鞑ズ投ㄎ粚?shí)現(xiàn)精確排放預(yù)測

加厚火焰模型，無需過大網(wǎng)格即可實(shí)現(xiàn)精確燃燒

反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)模型，用于快速排放研究

復(fù)雜的點(diǎn)火模型（例如外加拉伸火花點(diǎn)火模型(ISSIM)和子網(wǎng)格火花），可正確捕捉點(diǎn)火事件

環(huán)形燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的瞬態(tài)燃燒LES（其中顯示燃料與空氣混合分?jǐn)?shù)）。

煤炭燃燒仿真。

速度和性能

為了滿足燃燒市場的嚴(yán)格限制，有必要在設(shè)計早期進(jìn)行更多設(shè)計迭代，防止在生產(chǎn)中出現(xiàn)代價高昂的問題。Simcenter STAR-CCM+可確保燃燒仿真與用戶的技術(shù)高效配合，從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：

先進(jìn)的專有常微分方程(ODE)化學(xué)求解器，無論機(jī)制大小如何，都能加快仿真速度。對于傳輸物種超過100個的大型機(jī)制，系統(tǒng)會自動使用Simcenter STAR-CCM+稀疏求解器，從而顯著加快計算速度

線性擴(kuò)展，在基準(zhǔn)測試中已證明可達(dá)到較高內(nèi)核數(shù)

強(qiáng)大的化學(xué)加速技術(shù)可進(jìn)一步縮短運(yùn)行時間

對大網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行聚類，減少化學(xué)計算次數(shù)

針對大型機(jī)制的動態(tài)機(jī)制還原可減少考慮的化學(xué)路徑數(shù)量

針對小型機(jī)制的非結(jié)構(gòu)化自適應(yīng)列表(ISAT)可減少化學(xué)計算的數(shù)量，優(yōu)化運(yùn)行時間

獨(dú)特的壓力-隱式算子分裂(PISO)求解器公式可為高保真燃燒大渦仿真(LES)運(yùn)行提供高效性能

通過特定反應(yīng)流網(wǎng)格自適應(yīng)模型，確保只在反應(yīng)流需要的地方放置單元，從而盡可能減少單元數(shù)量，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)行

將共軛熱傳導(dǎo)與LES燃燒耦合的多時間尺度建模方法，用于實(shí)現(xiàn)高精度的燃燒室內(nèi)襯仿真

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)襯扇形模型中火焰前沿的溫度。