Benchmark Transport réactif GDR MoMaS J. Carrayrou Chimie Numérique – INRIA – 16 décembre 2004 La problématique : Enjeux scientifiques Nécessité de décrire l’ensemble • des phénomènes Associer équilibre et cinétique• Écoulement 1D, 2D et 3D• Domaine hétérogène• hydrodynamique – chimie– Journée chimie numérique 2La problématique : Enjeux numériques Assurer la précision des calculs• Assurer la convergence• Maîtriser le temps de calcul• Journée chimie numérique 3Objectifs de ce benchmark : Comparer des méthodes numériques• Pour la chimie– Équilibre instantané• Association équilibre - cinétique• Pour le transport réactif– Multi directionnel• Domaine hétérogène• Journée chimie numérique 4Contraintes Pas de discrimination par rapport aux • modèles chimiques Chimie « simple »– Peu d’espèces– Pas de discrimination par rapport aux • modèles de transport Domaine mono-dimensionnel– Domaine bi-dimensionnel– Pas de 3D– Journée chimie numérique 5Présentation des tests : chimie à l’équilibre X1+ X2- X3--- X4+++ S K X1+ 1 1 X2- 1 1 X3--- 1 1 X4+++ 1 1 C1-- 1 1 1 22C2+ 10 3 10 C3++ -1 1 1 -4C4-- -8 2 10 -1C5++ -4 1 3 10 25C6-- 4 3 1 10 S 1 1 14CS1 3 1 1 10 -3CS2 -3 1 2 10 CP1 1 1 20 14CP2 3 1 10 -1CP3 -3 1 10 16CP4 1 1 10 Total T1 T2 T3 T4 TS Journée chimie numérique 6£ Lois d’action de masse et équations de conservation Équations de conservation des composants : 6 2 4 T = X + a C + as CS + ap CPj j i,j i i,j i i,j i i=1 i=1 i=1 Loi d’action de masse 4 ai, jpour les espèces ...
Benchmark Transport réactifGDR MoMaSJ. CarrayrouChimie Numérique INRIA 16 décembre 2004
La problématique : Enjeux scientifiquesNécessité de décrire lensemble des phénomènesAssocier équilibre et cinétiqueÉcoulement 1D, 2D et 3DDomaine hétérogène hydrodynamique chimieJeuqirémuneimihceénruo2
La problématique : Enjeux numériquesAssurerla précision des calculsAssurer la convergenceMaîtriser le temps de calculeuqirémuneimihceénruoJ3
Objectifs de ce benchmark :Comparer des méthodes numériquesPour la chimieÉquilibre instantanéAssociation équilibre - cinétiquePour le transport réactifMulti directionnelDomaine hétérogèneeuqirémuneimihceénruoJ4
ContraintesPas de discrimination par rapport aux modèleschimiquesChimie« simple »Peu despècesPas de discrimination par rapport aux modèlesde transportDomaine mono-dimensionnelDomaine bi-dimensionnelPas de3DeimihceénruoJeuqirémun5
Loi dactionde masseÉquations de conservation des composants :426Tj1Xj#iå11ai,j×Ci#iå11asi,j×CSi#iå11api,j×CPi4×ÕXjai,j11j41Ksi×ÕXjasi,j×Sasi,511j4pa£Kpi×ÕXji,j11jLois daction de masse et équations de conservation7euqirémuneimihceénruoJseétipicérpsecèpseselruopeéxifsecèpseselruopsetuossidsecèpseselruop1SCi1KCii
Présentation des tests : Chimie à léquilibreExercice detitrageRésoudre1001 problèmes déquilibre instantanéLes concentrationstotales T1, T2 etT3 changentsapInitial1er calculFlani1T510,000,051512T60,003--29,94033T510,00510,051euqirémuneimihceénruoJ4T0010101ST01108
Résultats attendusConcentrations des espèces suivant TEstimation du temps de calculeuqirémuneimihceénruoJ9
Présentation destests : Association équilibre - cinétiqueMêmes réactions à léquilibreX1 est instable et se dissocieX1-®2X2##X33-Ajoutconstant de X1 et X2p2ddTt11F-0,05×X1--5×C1/3ddTt21F#20,05×X1--5×Cp12/3ddTt310,05×X1--5×CqirémuneimihceénruoJeup21/301
Résultats attendusÉvolution de la concentrations des espècesau cours du tempsEstimation du tempsde calculeuqirémuneimihceénruoJ11