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内燃机氢气喷射系统（美国） 电脉冲发生器（美国） 氢气燃烧器（美国） 氢气喷射系统（CDA） 内燃机氢气喷射器（CDA） 燃气电氢气发生器（CDA） 氢气/空气和不可燃气体混合燃烧系统（CDA） 燃气电氢气发生器（美国） 可控氢气火焰（CDA） 导光透镜（美国） 氢气发生器系统（美国） 太阳能加热系统（美国） 以脉冲电压电势运行的谐振腔氢气发生器（CDA） 多级太阳能存储系统（美国） 电粒子发生器（CDA） 氢气燃烧器的启动/关闭（美国） 燃气发生器电压控制电路（美国） 从气体中生产热能的控制过程及其有用的设备（氢气裂解过程）（PeT） 生产燃料气体并增强从这种气体中释放热能的过程和设备（氢压裂工艺的电子接口）（共振作用）（美国）（WFC 项目 423 DA）可控氢气火焰（EPO）可控氢气火焰（JPO）内燃机氢气喷射系统（EPO）氢气喷射系统（JPO）燃料气体生产方法“电极化工艺”（美国）氢气发生器共振腔（}PO）利用氢气燃料的内燃机氢气燃料和管理系统（美国）
![arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日](/simg/g:\will\search\icon\source\3\31b559ea7e16b975d42434e32673aee842b0ea1f.webp)
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年里，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使预计超级计算能力会有所提高，LES 在设计中的使用仍受到其高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也在发生其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。后者的探索得益于燃烧室的数字化，它允许通过一系列设备从大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 通过利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。在本文中，我们回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年中，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使超级计算能力有望提升，LES 在设计中的应用仍受到高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也发生了其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。燃烧室的数字化有助于实现后者，它允许从一系列设备上的大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。本文回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
arXiv:1808.07478v1 [physics.comp-ph] 2018 年 8 月 22 日
数值模拟在现代燃烧系统的设计中发挥了至关重要的作用。在过去的二十年中，研究的重点是开发大涡模拟 (LES) 方法，该方法利用计算能力的大幅提升来显著提高预测精度。即使超级计算能力有望提升，LES 在设计中的应用仍受到高计算成本的限制。此外，为了帮助决策，必须增强此类 LES 计算以估计模拟组件中潜在的不确定性。与此同时，制造或使用燃烧设备的行业也发生了其他变化。虽然效率和减排仍然是主要的设计目标，但通过优化维护和维修来降低运营成本正成为企业的一个重要部分。燃烧室的数字化有助于实现后者，它允许从一系列设备上的大量传感器收集和存储运行数据。此外，包括燃烧系统上的低功耗硬件在内的多个计算级别也正在变得可用。如果有适当的数值工具可用，如此大的数据集将为设计和维护创造独特的机会。由于 LES 利用超级计算彻底改变了计算引导设计，因此需要新一代数值方法来利用如此大量的数据和计算硬件的多样性。本文回顾了这种异构数据驱动环境的新兴计算方法。有案例表明，在这个领域存在基于物理的燃烧建模的新但非常规的机会。
生物质炉的并行多物理场仿真和中小企业的云端工作流程
[1] Xavier Besseron、Alban Rousset、Alice Peyraut 和 Bernhard Peters。2021 年。使用 preCICE 在 XDEM 和 OpenFOAM 之间进行欧拉-拉格朗日动量耦合。在第 14 届 WCCM 和 ECCOMAS 大会 2020 上。[2] Christian Bruch、Bernhard Peters 和 Thomas Nussbaumer。2003 年。固定床条件下的木材燃烧建模。Fuel 82（2003 年）。https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00296-X [3] José María Cela、Philippe OA Navaux、Alvaro LGA Coutinho 和 Rafael Mayo-García。2016 年。促进能源研究和技术开发方面的合作，应用新的百亿亿次 HPC 技术。在第 16 届 IEEE/ACM 国际集群、云和电网计算研讨会 (CCGrid) 上。https://doi.org/10.1109/CCGrid.2016.51 [4] Tao Chen、Xiaoke Ku、Jianzhong Lin 和 Hanhui Jin。2019 年。热厚生物质颗粒燃烧建模。Powder Technology 353 (2019)。 https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.05.011 [5] Gerasimos Chourdakis、Kyle Davis、Benjamin Rodenberg、Miriam Schulte、Frédéric Simonis、Benjamin Uekermann、Georg Abrams、Hans-Joachim Bungartz、Lucia Cheung Yau、Ishaan Desai、Konrad Eder、Richard Hertrich、Florian Lindner、Alexander Rusch、Dmytro Sashko、David Schneider、Amin Totounferoush、Dominik Volland、Peter Vollmer 和 Oguz Ziya Koseomur。 2021. preCICE v2：可持续且用户友好的耦合库。 ArXiv210914470 Cs (2021)。 [6] 艾汉·德米尔巴斯。 2005. 可再生能源的潜在应用、锅炉动力系统中的生物质燃烧问题以及燃烧相关的环境问题。能源与燃烧科学进展 31 (2005)。https://doi.org/10.1016/j.pecs.2005.02.002 [7] Andrea Dernbecher、Alba Dieguez-Alonso、Andreas Ortwein 和 Fouzi Tabet。2019. 基于计算流体动力学的生物质燃烧系统建模方法综述。生物质转化生物参考。9 (2019)。https://doi.org/10.1007/s13399-019-00370-z
CO2 捕获过程模拟与实验研究
二氧化碳是目前最主要的温室气体 (GHG)，全球每年向大气中的排放量已达到约 360 亿吨（1950 年排放量为 60 亿吨）。[1] 为履行《巴黎协定》并将全球变暖控制在远低于工业化前水平 1.5-2 ◦ C 的水平，到 2050 年后，温室气体净排放量必须变为零甚至为负值 [2]。在降低工业过程的能源强度和碳足迹方面已经取得了重大进展，但这一努力必须伴随着二氧化碳捕获和永久储存 (CCS) 的明确部署。CCS 是一个从二氧化碳捕获到运输和长期储存的流程链，其中二氧化碳捕获是最昂贵和耗能最高的步骤 [1]。 CCS 仍需要大规模部署才能实现减缓气候变化的目标，因为目前被捕获并最终封存的二氧化碳不到 4000 万吨 [3]。已确定的三种二氧化碳捕获策略是：燃烧后、燃烧前和富氧燃烧。燃烧后技术在相对较低的二氧化碳分压下（通常含有 10% 到 15% 的二氧化碳）从烟气中去除二氧化碳。燃烧后被认为是一种末端解决方案，可以集成到现有工艺中，只需对工厂布局进行合理的少量改动。然而，其效率在具有多个二氧化碳排放点（锅炉、熔炉等）的行业中受到限制，例如钢铁制造厂和石油炼制行业（两者的碳排放量约占全球的 12%）[4]。在预燃烧系统中，碳以 CO 和 CO 2 的形式存在，这些物质是先前的蒸汽重整或气化过程的产物。然后，这些碳被完全转化为 CO 2，并在高压下与氢气分离。近年来，低碳氢气的生产引起了人们的极大兴趣，它可以用作清洁能源或作为生产氨、甲醇或合成燃料（主要通过费托合成）的原料，是一种持续减少这些行业碳足迹的方法 [5]。最后，在富氧燃烧系统中，燃料的燃烧是在纯氧而不是空气中进行的，由于进入的助燃气体中不含氮，因此可以产生几乎纯净的 CO 2 气流。然而，为了保持 CO 2 的纯度，必须避免系统中任何潜在的空气渗入，这意味着需要严格且昂贵的安全程序。本期特刊汇编了来自不同学科的杰出研究人员所开展的创新研究的成功论文，这些研究将为二氧化碳捕获和储存技术领域的先进技术提供实质性进展。以下总结了本期特刊中主要研究方向和研究结果的相关特征。迄今为止，绝大多数大型试点和商业化二氧化碳捕获、运输和封存工厂都是在发达国家启动的。这是因为，旨在实施推广 CCS 的政策和监管框架的主要努力已在发达国家实施 [ 6 ]。然而，预计未来几十年发展中国家的能源需求将强劲增长，因此，大约 70% 的 CCS 开发应在这些地区进行，以满足长期需求。