Sie sind hier
E-Book

Effiziente Implementierung reduzierter Reaktionsmechanismen basierend auf intrinsischen niedrig-dimensionalen Mannigfaltigkeiten

AutorJörg Bauer
VerlagCuvillier Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl122 Seiten
ISBN9783736921375
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis13,30 EUR
Die detaillierte Behandlung der chemischen Kinetik bei der numerischen Simulation reaktiver Strömungen ist aufgrund des daraus resultierenden hohen Rechenaufwandes nicht möglich. Aus diesem Grund ist die Entwicklung von reduzierten chemischen Modellen erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wird eines dieser Modelle, die Methode der intrinsischen niedrig-dimensionalen Mannigfaltigkeiten (ILDM) behandelt. Im ersten Teil der Arbeit wird ein bei CVD-Prozessen typisches Reaktionssystem für den Zerfall von Monosilan analysiert. Es wird untersucht, ob eine Anwendung des ILDM-Verfahrens zur Reduktion dieses Reaktionsmechanismus möglich ist. Voraussetzung dafür ist die Existenz einer großen Anzahl schneller chemischer Zeitskalen die zu einer Relaxation des thermochemischen Zustandes auf niedrig-dimesnionale Hyperflächen im Zustandsraum führen. Eine im Rahmen des ILDM-Verfahrens erfolgende Entkopplung der schnellen chemischen Zeitskalen ist jedoch nur möglich, wenn diese sehr viel schneller als die schnellsten physikalischen Prozesse sind. Vor diesem Hintergrund wurden zur Untersuchung der dynamischen Eigenschaften 0- und 1-dimensionale Simulationen, Sensitivitätsanalysen und eine Reaktionsflußanalyse mit dem detaillierten Reaktionsmechanismus des Monosilan-Systems durchgeführt. Es zeigte sich, daß eine große Anzahl schnell relaxierender und eine kleine Anzahl langsamer chemischer Prozesse vorliegt, über welche die Reaktion überwiegend abläuft. Eine Anwendung der ILDM-Methode ist daher möglich. 1- und 2-dimensionale ILDMs wurden berechnet und eine gute Übereinstimmung mit dem detaillierten Modell gefunden. Der zweite Teil der Arbeit befaßt sich mit einem Verfahren zur Implementierung von ILDMs in CFD-Programme am Beispiel von Verbrennungsprozessen für Kohlenwasserstoffe. Zur Erzeugung der ILDMs wird im Rahmen eines Fortsetzungsverfahrens ein mehrdimensionales Gitter aufgebaut, dessen Richtungen lokal an der Verlauf der Mannigfaltigkeit angepasst sind und das durch generalisierte Koordinaten parametrisiert ist. Zur Anwendung von reduzierten Mechanismen in CFD-Programmen wurde bisher das Erhaltungsgleichungssystem auf ein reduziertes Gleichungssystem für wenige feste Variablen (etwa Konzentrationen bestimmter Stoffe) projiziert. Das hinsichtlich Schrittweite und Richtung numerisch optimal konditionierte Originalgitter der Mannigfaltigkeit musste aufgegeben und durch ein neues Gitter für feste Parameter ersetzt werden, da reduzierter Mechanismus und CFD-Programm an ihrer Schnittstelle die gleiche Parametrisierung aufweisen müssen. Es wurde daher ein Verfahren entwickelt, um ILDMs in CFD-Programmen direkt unter Verwendung der originalen Gitterkoordinaten berechnen zu können. Es wurde eine Projektion der Erhaltungsgleichungen auf die generalisierten Koordinaten vorgenommen und die Kopplung von Physik und Chemie durch eine Zerlegung des Transportterms in die lokalen Eigenvektorbasen der Jacobimatrix beschrieben. Es werden 2- und 3-dimensionale reduzierte Mechanismen erzeugt und die Behandlung der Zone langsamer Chemie diskutiert. Beispielrechnungen an 1D-Synthesegas- und Methanflammen ergaben eine gute Übereinstimmung mit dem detaillierten chemischen Modell. Die Implementierung von ILDMs anhand genearlisierter Koordinaten erweist sich als robustes und effizientes Verfahren. Die Verwendung generalisierter Koordinaten ermöglicht eine parallele Erzeugung der ILDM zur CFD-Rechnung. Das Verfahren ist ferner ideal für die Anwendung von ILDMs mit adaptiver Dimension geeignet.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Weitere E-Books zum Thema: Maschinenbau - Elektrotechnik - Fertigungstechnik

FEM mit NASTRAN

E-Book FEM mit NASTRAN
Format: PDF

Die Simulations- bzw. CAE-Technik gilt als eine der Schlüsseltechnologien der Gegenwart. Mit ihr lassen sich wichtige Eigenschaften späterer Produkte ohne aufwändige und…

Fahrwerktechnik: Grundlagen

E-Book Fahrwerktechnik: Grundlagen
Format: PDF

In diesem international anerkannten Standardwerk werden das Fahrverhalten und die Fahrwerktechnik ausgeführter Pkw und Nkw, die Funktionen der einzelnen Fahrwerksysteme und die Merkmale von…

3D-Konstruktion mit Solid Edge

E-Book 3D-Konstruktion mit Solid Edge
Format: PDF

Dieses Lehr- und Praxisbuch soll den Einstieg in das 3D-System Solid Edge und den zugehörigen Konstruktionsprozess erleichtern. Gleichzeitig kann es als Nachschlagewerk und als Anregung für die 3D-…

3D-Konstruktion mit Solid Edge

E-Book 3D-Konstruktion mit Solid Edge
Format: PDF

Dieses Lehr- und Praxisbuch soll den Einstieg in das 3D-System Solid Edge und den zugehörigen Konstruktionsprozess erleichtern. Gleichzeitig kann es als Nachschlagewerk und als Anregung für die 3D-…

Weitere Zeitschriften

Arzneimittel Zeitung

Arzneimittel Zeitung

Die Arneimittel Zeitung ist die Zeitung für Entscheider und Mitarbeiter in der Pharmabranche. Sie informiert branchenspezifisch über Gesundheits- und Arzneimittelpolitik, über Unternehmen und ...

BMW Magazin

BMW Magazin

Unter dem Motto „DRIVEN" steht das BMW Magazin für Antrieb, Leidenschaft und Energie − und die Haltung, im Leben niemals stehen zu bleiben.Das Kundenmagazin der BMW AG inszeniert die neuesten ...

Card Forum International

Card Forum International

Card Forum International, Magazine for Card Technologies and Applications, is a leading source for information in the field of card-based payment systems, related technologies, and required reading ...

Correo

Correo

 La Revista de Bayer CropScience para la Agricultura ModernaPflanzenschutzmagazin für den Landwirt, landwirtschaftlichen Berater, Händler und am Thema Interessierten mit umfassender ...

SPORT in BW (Württemberg)

SPORT in BW (Württemberg)

SPORT in BW (Württemberg) ist das offizielle Verbandsorgan des Württembergischen Landessportbund e.V. (WLSB) und Informationsmagazin für alle im Sport organisierten Mitglieder in Württemberg. ...

DHS

DHS

Die Flugzeuge der NVA Neben unser F-40 Reihe, soll mit der DHS die Geschichte der "anderen" deutschen Luftwaffe, den Luftstreitkräften der Nationalen Volksarmee (NVA-LSK) der ehemaligen DDR ...

Euro am Sonntag

Euro am Sonntag

Deutschlands aktuelleste Finanz-Wochenzeitung Jede Woche neu bietet €uro am Sonntag Antworten auf die wichtigsten Fragen zu den Themen Geldanlage und Vermögensaufbau. Auch komplexe Sachverhalte ...