化學模型的案例
有限速率化學反應模型-預混氣體燃燒化學反應 ￥9.9
有限速率化學反應模型-預混氣體燃燒化學反應 包括網格 msh cas 和dat
Moldex3D模流分析材料性質與模型之熱固材料黏度模型(化學流變模型)
熱固材料黏度模型(化學流變模型) (Viscosity Model for Thermosets - (Chemorheology Model))
以下數據僅可使用于Moldex3D-RIM。不使用此模塊的用戶可以跳過此部份。
當鏈結作用發生時，熱固性材料的分子量會越來越大。因此，黏度也會相對的增加。當我們加熱一個熱固性材料時可以觀察到一個典型的U型曲線。剛開始時會因為熱固性材料本身的熱膨脹而使黏度下降，到達低限值之后，黏度會因為分子網狀結構的建立而迅速的劇烈上升。RIM分析主要采用以下的模型：
熱塑性材料的特性
牛頓流體
此模型是假設黏度為一常數，而完全不考慮鏈結作用產生的黏度變化。通常此模型是當用戶需要快速分析網格模型時才建議使用。
Castro Macosko 模型
此模型假設黏度只和溫度及熟化程度兩者有關。
黏度和熟化程度的關系可以用三個參數來描述。與膠化點有關，當反應到達該點時，材料的黏度會劇烈的上升，與溫度的相關性則是呈指數型，但跟剪應變速率無關。
Power-law Castro Macosko 模型
此模型是 Castro Macosko模型的延伸，與有power-law(冪指數)形式剪應變速率的關系。
其中n 是由熟化程度(參數c0~c2)控制的冪指數；a0~a2 是考慮熟化對粘度影響的擬合參數；b0~b2 則是在熟化影響上再加上溫度影響的擬合參數。
展開 有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬 ￥9.9
有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬案例 cas dat msh
湍流-化學作用的噴霧燃燒模擬 | 基于OpenFOAM的FGM模型實現與分析
為了加深對內燃機的理解以便更好地對其進行設計，必須考慮詳細的化學機理和TCI（turbulence-chemistry interaction）效應。準確地模擬非預混噴霧自點火和氧化過程以及污染物排放，特別是多環芳烴物種的演化過程，詳細的化學計算至關重要。
許多TCI模型已被應用于噴霧火焰的建模。例如，輸運概率密度函數(TPDF)方法、代表性交互火焰面(RIF)、火焰面/進度變量(FPV)模型、火焰面生成流形(FGM) 和建表火焰面模型(TFM)。
在這些湍流燃燒模型中，基于火焰面思想的模型具有計算效率高的特點，因此可以使用詳細的化學反應動力學。火焰面方法的基本思想是，多維湍流火焰可以看作是嵌入在湍流流場中的被拉伸的一維層流火焰(稱為火焰面)的集合。引入混合分數Z以消除非線性化學反應源項求解的困難。由此，化學可以在混合分數坐標下求解，然后映射到流場。基于火焰面的模型與化學建表方法相結合，通過將3D-CFD和層流火焰面計算解耦，降低了計算成本。這使得火焰面模型能夠使用復雜化學反應機理，且計算成本相對較低。此外，基于火焰面的模型能夠通過預設概率密度函數（PDF）有效地解釋TCI現象。只當特征化學時間尺度比混合時間尺度短時，火焰面假設才是有效的，就像在大多數相關條件下類似柴油的燃燒一樣。
本文使用FGM燃燒模型對正十二烷燃料的ECN sprayA進行RANS模擬。此外，由于傳統觀點認為高溫非預混燃燒受限于混合過程，其進度變量的方差很大程度上依賴于混合物的形成速度，因此進度變量的方差經常被忽略。本研究考慮了進度變量的方差，類似于預混系統中進度變量的處理。
本研究的目的是為了增進對自動點火過程的了解，并揭示混合分數的變化和進度變量對自動點火過程和火焰結構的影響。
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使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應模擬仿真 ￥1688
模擬對象為鋁水反應器，其為一個圓柱形容器，為加快計算速度，本模擬選擇二維模型進行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應的設置，監測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學視頻指導，可直接出圖，也可根據錄屏教程進行復現。
NASA眼中CFD的未來（2）物理建模
然而，使用這些類型模型的某些代碼可能會受益于GPU加速，但可能需要進行大量重寫，考慮到目前的技術水平，這是一個雄心勃勃的目標。
5. 化學動力學計算加速
化學模型(化學動力學方案)的復雜性由燃燒模擬中感興趣的量決定。對于一些時均的燃燒器性能參數，如總體熱釋放和空間溫度分布，包括非常簡單的化學動力學模型，或預先制定的化學模型，如小火焰燃燒模型中使用的小火焰燃燒模型，其中小火焰本身是用詳細的化學動力學模型進行先驗計算的。這些可以在RANS或LES框架中完成，其中LES模擬更典型地用于燃燒室設計，包括大的再循環區域和/或強的交叉流現象。這些計算不是計算密集型的，是常規執行的，化學動力學計算加速并不是執行這些模擬的障礙。
其他燃燒室現象確實需要更詳細的化學方法，化學動力學計算需要加速。例如，預測排放(氮氧化物[NOx]、一氧化碳[CO]、煤煙)、點火和熄滅事件，以及評估非常規能源的影響與常規燃料相比成分有顯著差異的燃料。雖然通過擴展簡單的化學模型(以及火焰模型中詳細的化學模型)可以很好地預測氮氧化物和某種程度上的CO，但對煤煙的預測則更加復雜，不僅在化學動力學模型中如此，而且在描述煤煙產生和氧化的物理模型中也是如此。煤煙排放模擬也可以在火焰燃燒模型框架內進行，并預先計算化學。使用現場計算的簡單化學模型或使用小火焰燃燒模型進行煤煙濃度預測也經常進行，盡管基礎煤煙模型仍需顯著改進，預測的煤煙濃度與測量值往往相差一個或多個數量級，而且甚至在產生正確的煤煙排放趨勢方面也存在挑戰。
對于固有的不穩定過程的模擬，如回火、貧油熄火和點火，總是需要LES，化學模型中需要包括許多小物種和自由基在內的足夠細節。在模擬中包括現場詳細的化學計算可能是重要的。
展開 基于FLUENT有限速率/渦流耗散模型仿真煤粉燃燒中的多焦化學反應 ￥299
由于對稱性，只建半寬度的模型。二維管道的入口被分成兩部分：管道中心附近的高速氣流以50米/秒的速度進入，跨度為0.125米；另一部分以每秒15米的速度流入，跨度為0.375米。來流都是1500k的空氣。煤顆粒以0.1 kg/s的質量流量(爐內總流量為0.2 kg/s)進入高速氣流中心附近的爐內。風道壁的恒溫為1200 K。根據入口尺寸和平均入口速度，雷諾數約為100,000，即流動是湍流。煤和載氣通過內環區進入燃燒室。熱的、旋轉的二次空氣通過外環區域進入。燃燒產物從壓力出口排出。
煤炭燃燒的化學反應式
煤炭顆粒以DPM離散相的方式導入模型，計算燃燒有限化學反應以及溫度場，空氣流場。
溫度場
煤炭顆粒分布
考慮輻射傳熱模型后的溫度場
收費文件列表
展開 發動機燃燒仿真｜CMCL填補CFD與0維/1維均質反應模型方法間的空白
其軟件包括:kinetics?（燃料，排放和后處理的化學反應模型）、SRM EngineSuite?（內燃機物理化學模型）、MoDS?（模擬功能的自主機器學習和高級統計）以及Explorer?（可視化的后處理工具），彌補了計算流體力學（CFD）與零維/一維均質反應模型方法之間的空白，可為用戶提供高效的燃料、燃燒以及排放解決方案。
產品功能
01 Kinetics：燃料，排放和后處理的化學反應模型
·學術前沿的粒度分布模型
·化學反應器（均質，非均質，平衡等）
·簡化/瀏覽化學機制，反應路徑分析，靈敏度和通量分析
·試驗燃料模型的反應路徑結構
·支持自定義化學機制與模型
·點火延遲矩陣，表面化學
·反應堆網絡
02 SRM Engine Suite:內燃機物理化學模型
·適用于火花點火 ，壓燃和xCCI燃燒模式
·適用于常規燃料和新型燃料
·可靠，準確的排放（氣相和顆粒物）評估
·穩定和不規則燃燒（爆震，失火）特征分析
·廣泛的預校準實例庫，并提供全面的技術支持
·獨立運行或與第三方行業標準CAE工具一起運行
·借助MoDS的機器學習（ML）輔助工作流，用于自動模型校準，驗證和快速響應/代理模型生成
03 MoDS:模擬功能的自主機器學習和高級統計
·自動模型校準（參數估計）
·智能實驗設計（DoE）
·數據驅動模型的高維度代理模型
·多目標優化和多標準決策
·不確定性傳播和敏感性分析
·運行獨立或與第三方軟件鏈接的API
產品優勢及特色
· 不需要劃分網格，計算時間少（分鐘級）。
· 具備批處理和并行計算能力。
· 適合多種燃料計算：汽油、柴油、生物質燃料、CNG以及混合燃料。
展開 Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化變形分析
復合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響，導致制件成型過程中產生殘余應力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預測制件固化過程中殘余應力的發展，計算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。
復合材料固化成型仿真主要包括三個部分：熱-化學模型，固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程，本文又引入了粘彈性本構模型，采用完全熱力耦合的分析方法，預測了復合材料的固化變形。
目前常用的固化本構模型包括：線彈性模型，路徑依賴模型和粘彈性本構模型。
Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為：
其中
式中St_im是歷史狀態變量
其中，增量步內的折算時間
式中，Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度；aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數和松弛時間。松弛時間和權重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型，結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示，包括復合材料及模具。在回彈分析時，通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示
計算得到的溫度和應力的關系如圖所示
固化過程中的應力場如下圖所示
移除模具后，可以得到復合材料的回彈變形如圖所示
有關于子程序二次開發或者復材仿真的問題可以聯系QQ1653004885或者關注CAE320公眾號
展開 干貨 | ANSYS Fluent燃燒模型簡介
總體而言分為通用有限速率模型、非預混燃燒模型、預混燃燒模型、部分預混燃燒模型和組分概率密度輸運模型5種（見圖4）。
圖3 ANSYS Fluent化學反應模型分類列表
圖4
除此之外，ANSYS還可結合DPM模型模擬顆粒燃燒過程，開啟污染物模型預測氮氧化物、碳氧化物以及煙的分布、開啟電化學反應模擬電化學過程、結合CHEMKIN軟件詳細描述化學反應機理的化學反應等（見圖5、圖6、圖7、圖8）。
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
復合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響，導致制件成型過程中產生殘余應力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預測制件固化過程中殘余應力的發展，計算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。
復合材料固化成型仿真主要包括三個部分：熱-化學模型，固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程，本文又引入了粘彈性本構模型，采用完全熱力耦合的分析方法，預測了復合材料的固化變形。
目前常用的固化本構模型包括：線彈性模型，路徑依賴模型和粘彈性本構模型。
Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為：
其中
式中St_im是歷史狀態變量
其中，增量步內的折算時間
式中，Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度；aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數和松弛時間。松弛時間和權重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型，結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示，包括復合材料及模具。在回彈分析時，通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示
計算得到的溫度和應力的關系如圖所示
固化過程中的應力場如下圖所示
移除模具后，可以得到復合材料的回彈變形如圖所示
有相關需求歡迎通過微信公眾號聯系我們。
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干貨 | ANSYS Fluent燃燒模型簡介
總體而言分為通用有限速率模型、非預混燃燒模型、預混燃燒模型、部分預混燃燒模型和組分概率密度輸運模型5種（見圖4）。
圖3 ANSYS Fluent化學反應模型分類列表
圖4
除此之外，ANSYS還可結合DPM模型模擬顆粒燃燒過程，開啟污染物模型預測氮氧化物、碳氧化物以及煙的分布、開啟電化學反應模擬電化學過程、結合CHEMKIN軟件詳細描述化學反應機理的化學反應等（見圖5、圖6、圖7、圖8）。
密閉空間爆炸仿真設置關鍵點 ￥1.99
密閉空間或受限空間，其內的可燃混合氣體爆炸仿真，是一個較難的仿真，由于其化學反應非常劇烈，這樣就需要詳細的化學反應機理，才能夠精確的仿真其爆炸過程，包括壓力沖擊波，火焰傳播，速度傳播等。
Fluent軟件是公認的最好的、適用性最廣的流體仿真軟件，其內有豐富的化學反應模型，既有簡單的單步、兩步化學反應模型，也有多步、詳細的化學反應模型，還可以導入詳細的chemkin化學反應機理進行燃燒反應仿真。而且不僅能夠仿真穩態的燃燒問題，還能仿真瞬態燃燒、點火、爆炸等問題。
由于爆炸過程化學反應非常復雜，所以才有fluent進行仿真時，需要用到綜合PDF傳輸模型，其可以導入chemkin反應機理文件，能夠詳細的仿真爆炸過程。
展開 光刻技術第1期 | 計算光刻技術介紹
OPC技術歷經“基于規則”到“基于模型”的迭代升級，精度與適配性持續提升。早期基于規則的OPC依賴預設的固定規則表對特定圖形進行標準化修正，雖操作簡便，但面對復雜圖形或微小特征尺寸時校正精度不足。當前主流的基于模型的OPC通過構建全流程仿真體系實現突破：一方面建立涵蓋光源、鏡頭、掩膜等要素的光學成像模型，另一方面融入光刻膠曝光、顯影全過程的物理化學模型，通過仿真模擬精準預測誤差并完成校正。現代基于模型的OPC工具已形成“建模-優化-驗證”完整流程，其中光學模型常采用Hopkins的TCC模型以精準描述成像特性，光刻膠模型則可根據工藝需求選用閾值模型、可變閾值模型等經驗模型。
光源掩模聯合優化（SMO）作為另一項核心技術，聚焦于通過協同優化光源與掩模圖形，降低工藝因子并突破單次曝光的分辨率極限。與傳統“先確定光源再優化掩模”的順向思路不同，SMO采用逆向計算邏輯：以芯片需要成型的目標圖像為出發點，通過精確的成像模型反推計算，得出最佳的掩膜版圖形與光源配置方案。其技術核心是通過優化光瞳填充參數（調控光源能量分布）和掩模版圖修正量，擴大光刻工藝窗口（即保障圖形質量的工藝參數范圍），提升光刻過程的穩定性與容錯性。隨著技術演進，全芯片級的SMO解決方案已逐步落地，有效解決了量產場景下OPC校正結果與SMO優化結果的匹配問題，為技術規模化應用奠定基礎。
從技術發展脈絡來看，OPC技術已完成從“基于規則”到“基于模型”的迭代升級。早期基于規則的OPC技術，主要依賴工程師預設的固定規則表對特定圖形進行標準化修正，這種方式雖操作簡便，但面對復雜圖形時校正精度有限，難以適配特征尺寸不斷縮小的工藝需求。
展開 在 COMSOL 中模擬表面吸附
在之前的文章中，我們了解了為什么表面是具有特殊化學意義的位置，并討論了用于描述表面反應的理論，包括描述多孔介質均質模型中的表面。本文我們將討論化學物質通過吸附作用附著到表面時的特性。吸附在許多催化和傳感過程中起著至關重要的作用，因此我們要考慮如何將吸附包含到化學模型中。
什么是吸附？
有時候，化學物質會吸附在表面上，這種現象可能發生在氣相中的固體表面以及浸沒在液體溶液中的固體表面。化學物質在表面上聚集的能力在傳感和分離過程中都非常有用，這也是催化反應的一種方式。在本系列的第一篇文章中，我們討論了為什么表面通常具有獨特的化學性質。
粘附在表面的過程稱為吸附。請不要將吸附與吸收一詞混淆，吸收是指一種化學物質被吸收到固體或溶液中。
BET 多層吸附示意圖，這是吸附的其中一種類型。圖片由 Life of Riley 提供。在CC BY-SA 3.0許可下使用，通過Wikimedia Commons分享。
吸附可能涉及表面與被吸附物之間的化學鍵形成(化學吸附)或者涉及表面與被吸附物之間通過氫鍵或范德華力等分子間作用力產生的吸引（物理吸附)。一般來說，物理吸附分子在表面上更容易發生移動，吸附力也比較弱。
等溫吸附
吸附過程可以描述為平衡反應：
其中，氣相中的化學物質 A(g) 稱為吸附物：它以一定的吸附速率被吸附，然后以一定的解吸速率進行解吸。
我們如何從數學上描述這個平衡反應呢？最簡單的方法之一是美國物理化學家 Irving Langmuir 發現的。
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