EBI-DNScode

Bei Fragen zum Projekt können Sie uns gerne unter vbt-openfoam(∂)ebi.kit.edu kontaktieren!
EBI_VBT

OpenFOAM® ist ein weit verbreitetes, flexibles, einfach zu erweiterndes und leistungsfähiges Toolkit für numerische Strömungssimulationen, das zusätzliche Werkzeuge für Pre- und Postprocessing bietet. Es verfügt über eine Reihe von Solvern für die Simulation von Verbrennungsprozessen. Diese Solver weisen jedoch einige Mängel auf:

  • Es sind keine detaillierten Modelle für die molekulare Diffusion verfügbar. Stattdessen wird für alle Spezies eine einheitliche Lewis-Zahl angenommen.
  • Für die Berechnung chemischer Reaktionsgeschwindigkeiten aus endlichen Geschwindigkeitsmodellen werden die OpenFOAM®-Löser für gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) verwendet. Im Vergleich zu anderen ODE-Solvern laufen diese wesentlich langsamer.

 

Um diese Unzulänglichkeiten zu überwinden und einen OpenFOAM®-basierten Solver bereitzustellen, der Flammen sowohl genau als auch effizient berechnen kann, wurde der EBI-DNS-Solver entwickelt. Er wurde erstmals im Jahr 2012 entwickelt und seitdem ständig verbessert. Er koppelt OpenFOAM® an die Open-Source-Bibliothek Cantera. Dies ermöglicht die Nutzung des detaillierten Modells für Diffusionskoeffizienten von Cantera. Dies bedeutet auch, dass dem OpenFOAM®-Solver Reaktionsmechanismen im xml-Format von Cantera zur Verfügung gestellt werden können. Die Integration chemischer Reaktionsraten wird von Sundials CVODE-Solver durchgeführt, der die einzige Abhängigkeit des EBI-DNS-Solvers von einem Drittanbieter darstellt. Im Vergleich zu den OpenFOAM®-eigenen ODE-Solvern wurde festgestellt, dass dies die chemischen Berechnungen um einen Faktor zehn beschleunigt, je nach Konfiguration.

Der EBI-DNS-Solver selbst basiert auf OpenFOAMs® rhoReactingBuoyantFoam-Solver. Er erweitert den Solver um zusätzliche Funktionen und ändert auch die Transportgleichungen für Speziesmassen und Energie, da die Spezies mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten diffundieren können. OpenFOAM® wird in der Version v1712 oder 5.x verwendet und die Schnittstelle basiert auf der Version 2.5.0a2 von Cantera.

 

Dokumentation
Technische Dokumentationen der Erweiterung
Download
Anleitung und Nutzungsbedingungen
Kontakt

Bei Fragen zum DNS Projekt können Sie uns gerne unter vbt-openfoam(∂)ebi.kit.edu kontaktieren!