基于映射的详细动力学不确定性映射到简化流形
计算物理
2026-03-12 v1 化学物理
数据分析、统计与概率
流体动力学
摘要
传播由化学反应速率参数引入的不确定性至复杂燃烧装置的高保真数值模拟，是确定其对计算预测影响的必要手段。然而，高昂的详细计算成本以及需要进行多次模拟来传播不确定性，使得此类估计在计算上具有挑战性。为降低计算成本，本文发展了一个针对详细化学动力学模型参数不确定性的两步骤框架，使用简化化学模型进行不确定性量化。首先，在未反应混合状态沿轨迹重建简化流形状态，积分至给定的进度变量约束。其次，通过从机制协方差矩阵抽样扰动速率系数并积分至目标状态来传递参数不确定性，生成简化空间数量的不确定性图。该方法应用于两种配置：一个亚声速多管燃烧器，包含相互作用喷火和回流；以及三维反应高速流道。报告了估计的不确定性，用于轨迹时间（未反应混合物到达局部目标状态所需的时间）以及达到平衡的时间，揭示了由混合、分层和滞留时间效应驱动的数量级空间差异。在诱发及热释放开始的低至中等温度 regime 中，分支相关化学放大灵敏度，尤其在非阻焦条件下尤为明显。该方法为实际反应流动仿真提供了可扩展的途径，实现空间分辨率、可解释的化学-不确定性量化。
引用
@article{arxiv.2603.10381,
title = {A mapping-based projection of detailed kinetics uncertainty onto reduced manifolds},
author = {Vansh Sharma and Shuzhi Zhang and Rahul Jain and Venkat Raman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.10381},
year = {2026}
}