讲座题目：燃烧过程的多时间尺度模拟和动态自适应机理

报告人： 苟小龙（教授）

时 间：10月29日（周五）下午1:30
地 点：力学楼314会议室
主持人：陈正（特聘研究员）

报告内容摘要：
      基于详细化学反应机理的燃烧动力学模拟常常面临广泛的时间尺度分布，以及成百上千的组分和数千个基元反应的问题，这给燃烧过程的数值模拟带来了巨大挑战。针对燃烧过程广泛的时间尺度分布这一特性，本报告将介绍多时间尺度模拟方法（Multi time scale ,MTS）和混合多时间尺度模拟方法（Hybrid Multi time scale ,HMTS）。MTS和HMTS方法的基本思路为，在计算过程中动态地对具有不同特征时间的组分采用不同计算步长进行数值积分，从而实现高效精确的燃烧模拟。对不同条件、不同燃料燃烧过程的数值试验表明：MTS/HMTS算法在保证计算精度的前提下，极大程度地提高了计算速度。针对燃烧过程多组分、多基元反应的特点，我们提出了变步长动态自适应化学机理方法(Variable step dynamic adaptive chemistry, VSDAC)。在燃烧过程的不同时刻点，根据当地的热化学状态对详细化学反应机理进行简化，得到即时的当地简化机理，并将该简化机理应用于下一时间步的计算。同时根据当地温度变化等关键参数，对机理简化的时间步长进行动态调整，进一步减少机理简化用时。VSDAC方法被应用于模拟不同初始压力、温度及当量比条件下不同燃料的燃烧过程，研究结果表明：使用VSDAC方法所得到的计算结果与完全采用详细化学反应机理的模拟结果几乎完全一致，而模拟用时则降低了一至二个数量级。多时间尺度模拟方法与动态自适应化学机理方法可以应用到燃烧过程的直接数值模拟或大涡模拟之中，以实现燃烧问题的高效精确数值模拟。

报告人简介：
      苟小龙博士目前为重庆大学动力工程学院教授，1995年毕业于重庆大学热力系，获工学学士学位（热能动力工程专业、计算机应用专业）；1998年和2003年于重庆大学动力工程学院分别获工学硕士学位和工学博士学位；2008年1月至2009年1月在美国普林斯顿大学机械与航空工程系任访问学者。
      苟小龙教授长期从事热动力系统仿真、控制，以及燃烧动力学方面的教学和科研工作。现任中国系统仿真学会仿真器专业委员会委员。主持和参与各项科研课题40余项、发表论文50余篇、获权专利6项、获权软件著作权3项。苟小龙教授的主要研究方向包括燃烧过程的数值模拟、化学反应动力学及化学反应机理简化、热动力系统仿真及控制、清洁能源与可再生能源等。