CHEMKIN_401入门指南1.doc

CHEMKIN 4.0.1入门指南 ——《燃烧学》辅助教程一、CHEMKIN的安装和简介 1－1 安装CHEMKIN Chemkin最早的版本始于1980，由美国Sandia实验室的Kee RJ等人编写，经过多年的不断发展日趋完善。后来由Reaction Design公司收购并继续开发，目前必威体育精装版版为4.0.1。由于学习和科研需要，我们花费12000$向ReactionDesign公司订购了一套必威体育精装版版本的CHEMKIN 4.0.1，其中包括可供20人同时在线计算的license，用于《燃烧学》课程的学习。 【安装】请登录ftp://combustion:combustion@55 下载相关文件，其中chemkin401_pc_setup.exe为CHEMKIN的安装程序，chemkin.lic为网络认证文件，详细的安装信息可以参看ftp上的“安装说明.txt”文件。安装完后会自动在桌面及开始菜单建立快捷方式。 【注意】1、本套教学用的CHEMKIN软件采用网络认证的方式，请确保电脑已经联网（校内），否则无法计算。 2、建议采用1024×768的分辨率，否则某些界面将无法完全显示。 1－2 CHEMKIN简介 CHEMKIN是一种非常强大的求解复杂化学反应问题的软件包，常用于对燃烧过程、催化过程、化学气相沉积、等离子体及其他化学反应的模拟。CHEMKIN以气相动力学、表面动力学、传递过程这三个核心软件包为基础，提供了对21种常见化学反应模型及后处理程序。 三个核心程序模块为： 1) 气相动力学（Gas-Phase Kinetics）：是所有程序计算的基础，包括气相成分组成、气相化学反应与相关的Arrhenius数据等信息。 2) 表面动力学（Surface Kinetics）。很多反应过程包括多相反应，如催化反应、化学气相沉积、固体腐蚀等。在这些反应里，Surface Kinetics提供两相反应所需的各种信息，如表面结构、表面和体内的成分组成及热力学数据、表面化学反应等。 3) 传递（Transport）。提供气相多组分粘度、热传导系数、扩散系数和热扩散系数等。 其中Surface Kinetics和Transport必须以Gas-Phase Kinetics为基础，因为它们中出现的成分都必须在Gas-Phase Kinetics中已定义。 Gas-Phase Kinetics、Surface Kinetics和Transport提供了化学反应的基本信息，生成动态链接库供后续程序调用。用户可以自己编写程序调用它们来实现指定的功能，但最方便的是使用CHEMKIN自带的反应模型，共分7类，包括21个反应模型和2个应用程序，将在下一节介绍。 二、CHEMKIN的简单使用入门 2－1 CHEMKIN的用户界面 CHEMKIN的用户界面如图1所示。除了传统的Windows菜单和按钮以外，CHEMKIN的工作界面分为任务栏、窗口栏、消息栏三部分。 图1 CHEMKIN 4.0.1的用户界面 其中任务栏包括Open Projects和Models两个选项卡，Models选项卡中列出了CHEMKIN提供的21种反应模型和2种应用程序，分7类排列，如表1所示。有关Open Projects选项卡的使用将在下文的例子中介绍。 表1 CHEMKIN提供的7类21种反应器与2种应用程序 Miscellaneous （杂项） External Source of Inlet Gas，添加入口气体源，一般在有多路气体输入时才使用 Non-Reactive Gas Mixer，计算不反应气体组分的混合过程 Chemical and Phase Equilibrium Calculation，计算化学平衡和相平衡 Mechanism Analyser，分析气相和表面化学反应系统中的热化学、传递及动力学数据 Closed Internal Combustion Engine Simulator，模拟封闭的内燃机内的燃烧情况 Closed Homogenous Batch Reactor，模拟封闭的全混同性反应器，包括定压、定容反应器 Closed Partially Stirred Reactor(PaSR)，模拟封闭的部分混合的反应器 Closed Plasma Reactor，模拟 Open 0-D Reactors （开口0维反应器） Perfectly Stirred Reactor(PSR)，模拟稳态及瞬态的充分混合反应器 等离子体反应器。 Partially Stirred Reactor(PaSR)，模拟部分混合反应器 Flow Reactors （流动反应器） Plug