به سوی شبیه سازی مبدل‌های کاتالیستی مونولیتی تمام مقیاس

نوع فایل : word

تعداد صفحات : 31

تعداد کلمات : 8900

مجله : Computers and Chemical Engineering

انتشار : 2010

ترجمه متون داخل جداول : ترجمه شده است

درج جداول در فایل ترجمه : درج شده است

منابع داخل متن : به صورت فارسی درج شده است

کیفیت ترجمه : طلایی

:

تاریخ انتشار
22 سپتامبر 2020
دسته بندی
تعداد بازدیدها
1378 بازدید
36,000 تومان

عنوان فارسی مقاله:به سوی شبیه سازی مبدل‌های کاتالیستی مونولیتی تمام مقیاس با شیمی ناهمگن پیچیده

 چکیده  

 مدل سازی دینامیک سیال محاسباتی مبدل‌های کاتالیستی تمام مقیاس با شیکی واقعی، به دلیل ملزومات محاسباتی به شدت مبهم باقی مانده است. در این مطالعه، یک حل کننده ضمنی متصل کم حافظه بر اساس روش حجم محدود ساختار نیافته محافظه کارانه برای شبیه سازی مبدل‌های کاتالستی مقیاس ازمایشگاهی با کوپلینگ ضمنی بین جریان سیال، انتقال حرارت، انتقال جرم و واکنش‌های شیمیایی ناهمگن استفاده شد. محاسبات وضعیت و حالت ثابت برای فرایند احتراق هوا-متان کاتالیستی با ۲۴ مرحله واکنش و ۱۹ گونه و برای فرایند تبدیل کاتالیستی سه سویه با ۶۱ مرحله واکنش و ۳۱ گونه انجام شد. هر دو محاسبه بر روی یک پردازنده برای مونولیت با ۵۷ کانال با استفاده از ۳۵۴۰۰۰ حجم کنترل انجام شد. شبیه سازی احتراق کاتالیستی در ۱۹ ساعت کامل شده و حافظه مورد نیاز ۹۰۰ مگابایت بود در حالی که شبیه سازی تبدیل سه راهی نیاز به ۶ روز و حافظه ۱ گیکابایت بود که نشان داد پیچیدگی مکانیسم واکنشی سطحی بر نیازهای زمانی سی پی یو غالب بود. متعاقباً، سالور موازی سازی شده و احتراق کاتالیستی یکسان برای مونولیت با ۲۹۳ کانال با ۱٫۲۷ میلیون ججم کنترل شبیه سازی شد. خوشه ۴ گره‌ای برای محاسبات موازی استفاده شده و کارایی موازی سازی حدود ۸۰ درصد بود(شبیه سازی مبدل‌های کاتالیستی مونولیتی).

ادامه مطلب

راهنمای خرید:
  • لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
  • همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
  • ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
  • در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.

Title: Toward simulation of full-scale monolithic catalytic converters with complex heterogeneous chemistry

Abstract

 Computational fluid dynamic (CFD) modeling of full-scale catalytic converters with realistic chemistry has remained elusive primarily due to the extreme computational requirements. In this work, a new low-memory coupled implicit solver, based on the conservative unstructured finite-volume method, was utilized to simulate laboratory-scale catalytic converters with implicit coupling between fluid flow, heat transfer (including conjugate heat transfer), mass transfer, and heterogeneous chemical reactions. Steadystate calculations were performed for a catalytic methane air combustion process with 24 reaction steps and 19 species (8 gas-phase species, 11 surface-adsorbed species), and for a three-way catalytic conversion process with 61 reaction steps and 31 species (8 gas-phase species, 23 surface-adsorbed species). Both calculations were conducted on a single processor for a monolith with 57 channels discretized using 354,300 control volumes. The catalytic combustion simulation was completed in 19 h and required 900 MB of memory, while the three-way conversion simulation required 6 days and 1 GB of memory, indicating that the complexity of the surface reaction mechanism dominates the overall CPU time requirements. Subsequently, the solver was parallelized, and the same catalytic combustion case was simulated for a monolith with 293 channels discretized using 1.27 million control volumes. A 4-node cluster was utilized for the parallel computations, and the parallelization efficiency was found to be about 80%.
دیدگاهتان را بنویسید