Конференции ИВТ СО РАН

VIII Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям

27 - 29 ноября 2007 года, Новосибирск

Тезисы докладов

Научно-инновационный конкурс «У.М.Н.И.К.»

Разработка и применение программных средств для оптимизации построения моделей реагирующих потоков

Стояновская О.П.

Институт катализа им. Г.К.Борескова,
Новосибирский Государственный университет (Новосибирск)

Оптимизация технологических процессов в химических реакторах связана с моделированием динамики реагирующих сред. Для этой цели созданы мощные программные комплексы 3D-моделирования промышленных и лабораторных реакторов (например, Fluent, FloWizard), которые могут эксплуатироваться на однопроцессорных и многопроцессорных ЭВМ. Однако их применение требует знания кинетической схемы химического процесса, которая включает в себя предполагаемый механизм сложной реакции и значения констант скоростей отдельных стадий. Технология проведения вычислительного эксперимента по нахождению кинетической схемы представляет собой итерационный процесс, включающий следующие этапы: выдвижение гипотетической схемы реакций; генерация и решение жесткой нелинейной системы ОДУ, которая описывает химические превращения веществ по предложенной схеме; сопоставление численных и экспериментальных данных по кинетике реакции. Поскольку реализация этой методики на базе комплексных трехмерных кодов связана с неоправданно большими вычислительными затратами, процесс нахождения кинетической схемы требует специального математического и программного обеспечения.

Предложен программный пакет CHEMPAK для оптимизации вычислительных экспериментов по нахождению кинетической схемы. Пакет позволяет на основе введенной схемы химических реакций генерировать систему ОДУ и автоматически включать ее и соответствующие ей кинетические и тепловые параметры в расчеты по моделям. В ходе эксплуатации пакета была выявлена необходимость и реализована возможность проведение расчетов с использованием как включенных в состав пакета упрощенных численных моделей реакторов, так и реализованных пользователем на языке FORTRAN с учетом специальной системы меток.

Пакет проходит опытную эксплуатацию в Институте Катализа им. Г.К. Борескова СО РАН. На основе экспериментальных данных, полученных сотрудниками ИК, с использованием CHEMPAK найдена компактная кинетическая схема широко распространенного в химической промышленности процесса газофазного пиролиза этана с целью получения этилена.

Дальнейшее развитие пакета направлено на обеспечение гибкости системы импорта данных кинетической модели в программу, реализующую численную модель потока. Предполагается применять пакет для построения кинетических моделей процессов пиролиза легких углеводородов, превращения сахаров.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии
Обратная связь

[Головная страница]
[Конференции]