OpenFOAM 中使用 chemkin 机理注意事项

2018-01-28| using|字数总计: 986|阅读时长: 4 分钟

chemkin 格式的机理在 OpenFOAM 中使用须知

首先，全部转化为大写。
如果计算液态燃料，需要使用燃料的物性，那么燃料名字必须和OF的物性库中的名字一致。比如：NC7H16 全部改成 C7H16，chem 和 thermo 都要改。
thermo 文件中，改成 C7H16 的那一行，错位了，修正一下。
热物性中，最后一列是 1 2 3 4，如果前边有其它数，需要删掉。
热物性第一行，THERMO 要改成 THERMO ALL。
thermophysicalProperties 中，不要选用 new format
在 Linux 下，使用 dos2unix，转化格式。
运行一遍算例，如果仍有错误，按错误提示修改。

如果没有格式错误，后边计算组分的时候，第一步就报错，检查一下机理里边 TROE 后边的 4 个数，看有没有 0 ，若有，改成 1E-30。
报错信息：

#3  Foam::ReversibleReaction<Foam::Reaction, Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> >, Foam::FallOffReactionRate<Foam::ArrheniusReactionRate, Foam::TroeFallOffFunction> >::kf(double, double, Foam::Field<double> const&) const
#4  Foam::Reaction<Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > >::omega(double, double, Foam::Field<double> const&, double&, double&, int&, double&, double&, int&) const
#5  Foam::Reaction<Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > >::dwdc(double, double, Foam::Field<double> const&, Foam::SquareMatrix<double>&, Foam::Field<double>&, double&, double&, double&, bool, Foam::List<int> const&) const
#6  Foam::StandardChemistryModel<Foam::psiReactionThermo, Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > >::jacobian(double, Foam::Field<double> const&, Foam::Field<double>&, Foam::SquareMatrix<double>&) const
#7  Foam::seulex::solve(double&, Foam::Field<double>&, Foam::ODESolver::stepState&) const
#8  Foam::ODESolver::solve(double, double, Foam::Field<double>&, double&) const
#9  Foam::ode<Foam::StandardChemistryModel<Foam::psiReactionThermo, Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > > >::solve(Foam::Field<double>&, double&, double&, double&, double&) const
#10  double Foam::StandardChemistryModel<Foam::psiReactionThermo, Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > >::solve<Foam::UniformField<double> >(Foam::UniformField<double> const&)
#11  Foam::StandardChemistryModel<Foam::psiReactionThermo, Foam::sutherlandTransport<Foam::species::thermo<Foam::janafThermo<Foam::perfectGas<Foam::specie> >, Foam::sensibleEnthalpy> > >::solve(double)
#12  Foam::combustionModels::laminar<Foam::psiReactionThermo>::correct()

如果发散（最大迭代数溢出），把 therm.dat 文件中每个组分的 temperature range(主要是 T common) 改成一致就可以了。解决方案来自 CFD-Online 可以使用 chemkin 中的 Utility/FitData 功能来修正 temperature range。

OpenFOAM 中，组分必须以字母开头，并且可以出现下列特殊符号：

+
-
_
*
我
、
。

不能出现的符号：

一个正确的机理文件（删减版）示范：
chem.inp 文件（这是一个甲烷的机理，完整版，机理来源）：

ELEMENTS                                                                        
O  H  C  N  AR                                                                  
END                                                                             
SPECIES                                                                         
H2      O2                                                                                       
END                                                                             
REACTIONS                                                                                
O+HO2<=>OH+O2                            2.000E+13    0.000      0.00           
END

therm.dat 文件（完整版）：

THERMO ALL
   200.000  1000.000  5000.000
O                 L 1/90O   1   00   00   00G   200.000  3500.000  1000.0      1
 2.56942078E+00-8.59741137E-05 4.19484589E-08-1.00177799E-11 1.22833691E-15    2
 2.92175791E+04 4.78433864E+00 3.16826710E+00-3.27931884E-03 6.64306396E-06    3
-6.12806624E-09 2.11265971E-12 2.91222592E+04 2.05193346E+00 6.72540300E+03    4
END

请严格按照这个示范文件来修改你的机理文件。

比如 therm.dat 文件的第二行中的三个数字，它们所在的列数区间是有严格限制的。

在第二行的 1－30 列上给出低温、常温、高温三个温度范围，每个数字均匀分布在 10 列位置上。

再如这两个文件中的 END 一定不要漏掉。

最后，我创建了一个化学机理仓库，所有的格式都是修改过的，绝大部分都能在 OpenFOAM 中直接使用：
https://github.com/ZhangYanTJU/chemicalMechanisms

也欢迎您贡献修改好的机理，方便后人使用。