Problema de autoignición en sistemas de combustión homogénea: GQL versus QSSA combinado con DRG
Autores: Yu, Chunkan; Shashidharan, Sudhi; Wu, Shuyang; Minuzzi, Felipe; Bykov, Viatcheslav
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Problema de autoignición en sistemas de combustión homogénea: GQL versus QSSA combinado con DRG
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Simulación de procesos industriales
Palabras clave
Gql
Cinética química
Variedades lentas
Sistemas de combustión
Qssa
Ecuaciones diferenciales algebraicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El global de cuasi-linearización (GQL) se utiliza como un método para estudiar y reducir la complejidad de los modelos matemáticos de mecanismos de cinética química. Similar a metodologías estándar, como la asunción de estado cuasi-estacionario (QSSA), el método GQL define los subespacios invariantes rápidos y lentos y utiliza manifolds lentos para obtener una representación reducida. No requiere entradas empíricas y se basa en la descomposición de autovalores y autovectores de un mapa lineal que aproxima el campo vectorial no lineal del sistema original. En el trabajo presente, la descomposición lenta/rápida basada en GQL se aplica a diferentes sistemas de combustión. Los resultados se comparan con el enfoque estándar QSSA. Para esto, se sugiere y utiliza una estrategia de implementación implícita descrita por sistemas de ecuaciones diferenciales algebraicas (DAEs), que permite tratar ambos enfoques dentro del mismo marco computacional. Se consideran sistemas de combustión de hidrógeno-aire (con 9 especies) y etanol-aire (con 57 especies) como ejemplos representativos para ilustrar y verificar el GQL. Los resultados muestran que los manifolds lentos de GQL de 4D para hidrógeno-aire y 14D GQL para etanol-aire superan al enfoque estándar QSSA basado en un modelo de cálculo reducido basado en DAE.
Descripción
El global de cuasi-linearización (GQL) se utiliza como un método para estudiar y reducir la complejidad de los modelos matemáticos de mecanismos de cinética química. Similar a metodologías estándar, como la asunción de estado cuasi-estacionario (QSSA), el método GQL define los subespacios invariantes rápidos y lentos y utiliza manifolds lentos para obtener una representación reducida. No requiere entradas empíricas y se basa en la descomposición de autovalores y autovectores de un mapa lineal que aproxima el campo vectorial no lineal del sistema original. En el trabajo presente, la descomposición lenta/rápida basada en GQL se aplica a diferentes sistemas de combustión. Los resultados se comparan con el enfoque estándar QSSA. Para esto, se sugiere y utiliza una estrategia de implementación implícita descrita por sistemas de ecuaciones diferenciales algebraicas (DAEs), que permite tratar ambos enfoques dentro del mismo marco computacional. Se consideran sistemas de combustión de hidrógeno-aire (con 9 especies) y etanol-aire (con 57 especies) como ejemplos representativos para ilustrar y verificar el GQL. Los resultados muestran que los manifolds lentos de GQL de 4D para hidrógeno-aire y 14D GQL para etanol-aire superan al enfoque estándar QSSA basado en un modelo de cálculo reducido basado en DAE.