使用快速、可擴展的化學求解器在更短時間內運行更多解決方案

采用新型自動反應器網絡方法，為燃燒室設計提供快速、精確的排放曲線

確保高效、可擴展的求解器充分利用計算資源

使用模型特定的反應流網格自適應方法，確保獲得精確結果，同時減少提前構建網格的工作量，是火焰瞬態仿真的理想選擇

使用多時間尺度法進行共軛熱仿真和LES，獲得制造燃燒室內襯所需的高保真數據

摘要

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

此外，增材制造等新技術也為優化燃燒室幾何體創造了無限可能。但是，如果沒有相關經驗，工程師將難以應用這些技術。

Sandia Flame-G的LES仿真：溫度場。

無焰甲烷燃燒室瞬態 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 形成區域。

高保真數字孿生可以解決這些問題，在產品物理原型出現之前就能進行實驗、設計探索和優化。

有效評估燃燒系統性能是當今仿真工具面臨的一項重大挑戰。這些工具必須能夠：

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

快速響應并可擴展，以便在實際周轉時間內以足夠的分辨率運行仿真

進行設計探索。這是滿足復雜設計約束（例如排放曲線）并在性能方面獲得出色競爭優勢的必要條件

處理復雜幾何體，以應對新型增材制造技術挑戰

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(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，為實際應用構建高保真性能數字孿生。

西門子工業渦輪機械有限公司DLE SGT-100。混合物分數分布。

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

計算機輔助設計(CAD)到解決方案流水線式自動化工作流程，用于復雜新型燃燒室幾何體仿真

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

內置設計探索，可在運行包絡高度受限的情況下平衡現代燃燒室設計所需的復雜權衡因素

數據聚焦、協作式虛擬現實等創新數據分析工具，可回答可能在哪里形成煙塵等問題，使所有燃燒室設計協作者（熱傳導團隊、燃燒團隊、機械完整性團隊）能夠開展團隊協作，進行實時審查、討論和評論

先進的燃燒模型

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

將復雜化學方法與湍流火焰閉合相結合，通過火焰傳播和定位實現精確排放預測

加厚火焰模型，無需過大網格即可實現精確燃燒

反應器網絡模型，用于快速排放研究

復雜的點火模型（例如外加拉伸火花點火模型(ISSIM)和子網格火花），可正確捕捉點火事件

環形燃氣輪機燃燒室中的瞬態燃燒LES（其中顯示燃料與空氣混合分數）。

煤炭燃燒仿真。

速度和性能

為了滿足燃燒市場的嚴格限制，有必要在設計早期進行更多設計迭代，防止在生產中出現代價高昂的問題。Simcenter STAR-CCM+可確保燃燒仿真與用戶的技術高效配合，從而實現這一目標：

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

線性擴展，在基準測試中已證明可達到較高內核數

強大的化學加速技術可進一步縮短運行時間

對大網格數進行聚類，減少化學計算次數

針對大型機制的動態機制還原可減少考慮的化學路徑數量

針對小型機制的非結構化自適應列表(ISAT)可減少化學計算的數量，優化運行時間

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

通過特定反應流網格自適應模型，確保只在反應流需要的地方放置單元，從而盡可能減少單元數量，實現快速運行

將共軛熱傳導與LES燃燒耦合的多時間尺度建模方法，用于實現高精度的燃燒室內襯仿真

燃氣輪機燃燒室內襯扇形模型中火焰前沿的溫度。