基于特征值分析的正癸烷骨架和总包简化机理.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)210ActaPhys．一Chim．Sin．2014，30(2)，210-216February[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201312103www．whxb．pku．edu．cn基于特征值分析的正癸烷骨架和总包简化机理钟北京‘姚通’文斐(’清华大学航天航空学院，北京100084；北京动力机械研究所，北京100074)摘要：使用基于特征值分析的骨架简化方法对由118个组分和527个反应构成的正癸烷详细机理进行了简化。获得了一个由70个组分、327个基元反应组成的骨架机理：采用基于特征值分析的计算奇异摄动(CSP)简化

2、方法对骨架机理进行进一步简化。得到一个38组分、34步的总包简化机理．通过对简化机理、骨架机理和详细机理的对比发现，简化机理和骨架机理能够很好地再现详细机理的特性，并能够描述正癸烷的主要燃烧特性，为进一步实现耦合化学反应动力学与流体力学的工程计算，提高计算效率提供了可用的燃烧模型．关键词：正癸烷：特征值分析：机理简化：骨架机理：总包机理中图分类号：0643SkeletalandReducedMechanismsofn-DecaneSimplifiedwithEigenvalueAnalysisZHONGBei-Jing’，’YAOTong’WENFeir’SchoolofAerospace,T

3、singhuaUniversity,Beijing100084,R．China；：BeijingPowerMachineryInstitute，Beo'ing100074，PR．China)Abstract：Basedontheeigenvalueanalysisreductionmethod．adetailedmechanismofn．decanewith118speciesand527reactionswassimplified．Askeletalmechanismwith70speciesand327reactionswasthusobtained．Thecomputationalsin

4、gularperturbation(CSP)reductionmethod，whichiSbasedoneigenvalueanalysis。wassubsequentlyusedtosimplifytheskeletaImechanism。andareducedmechanismwith38speciesand34reactionstepswasdeveloped．Comparisonbetweenthereducedmechanism，skeletalmechanism，anddetailedmechanismshowedthatthereducedandskeletaImechanism

5、scouldreproducethecharacteristicsofthedetailedmechanismandgivethecombustioncharacteristicsofn-decane．ThedevelopmentofthesemodelsrepresentsasignificantsteptowardcouplingofchemicaIreactionkineticswithcomputationaIfluiddynamics。andiSagoodbasisforimprovingcomputationalefficiency．KeyWords：n-Decane；Eigenv

6、alueanalysis；Mechanismreduction；SkeletalmechanismReducedmechanism1引言的湍流燃烧模型中，耦合详细化学反应机理、湍流实际的航空煤油燃料组分非常复杂，正癸烷是流动模型与化学反应动力学模型会形成巨大的计其中的重要组成部分．目前，正癸烷的详细机理研算量，超出了现有计算能力．而且，由于化学反应过究对于燃料燃烧及裂解特性的认识起到了重要作程中不同组分的浓度和停留时间都有着数量级上用，但是由于碳氢燃料本身结构的复杂性，使得详较大的差别，尤其是一些中间组分，详细化学反应细机理中包含成千上百的组分和反应，如果在多维动力学中包含着特征时间量级l0。

7、一10。S的基元反Received：September27，2013；Revised：December10，2013；PublishedonWeb：December10，2013．Correspondingauthor．Email：zhongbj@tsinghua．edu．cn；Tel：+86-10—62772928．TheprojectwassupportedbytheNationalNatur