- NASA-CEA
MIYOSHI Group, Univ. Tokyo
 

NASA-CEA 利用方法

  CEA は NASA Glenn Research Center の S. Gordon と B. J. McBride らによって開発された化学平衡計算プログラムです.   平衡計算プログラム本体 (CEA2) 以外に豊富な熱力学データ, 熱力学データの回帰や推定を行う PAC99 プログラムなどが含まれています.

インストール

サンプルの実行

マニュアル

断熱火炎温度の計算例

以下では, プロピレン [*2] -空気当量混合気体の 1 気圧における断熱平衡計算の例を 示します.   (断熱火炎温度 = 定圧断熱条件の平衡温度)   以下が入力ファイル (c3h6-air.inp) の内容です。
problem case=c3h6-air hp p(atm)=1 phi,eq.ratio=1
reac
  fuel= C3H6,propylene  wt%=100  t(k)= 298.15
  oxid= Air             wt%=100  t(k)= 298.15
end
[*2] 燃料の名前は thermo.inp に登録されているものでなければならないことに注意.

計算の実行 (GUI)

  • 上の入力ファイル (c3h6-air.inp) を CEA-GUI フォルダにダウンロードしておきます.
  • CEA の GUI を起動します.   (上のサンプルの実行を参照)
  • File メニューの Open から c3h6-air.inp を開きます.
  • Activity メニューの Execute CEA2 で計算を実行します.
  • File Editor Window が開いて出力ファイル (c3h6-air.out) が表示されます.
  • 出力ファイルは CEA-GUI フォルダに生成します.   必要なら移動またはコピーして保管しておきます.

計算の実行 (コマンドプロンプト)

  • 上の入力ファイル (c3h6-air.inp) を CEA-GUI フォルダにダウンロードしておきます.
  • コマンドプロンプトを開き CEA-GUI フォルダに移動します.
  • fcea2 と入力し, 表示されるプロンプトに対して入力ファイルの拡張子を除いた名前 (c3h6-air) を入力します.
  • 出力ファイル (c3h6-air.out) が CEA-GUI フォルダに生成します.   必要なら移動またはコピーして保管しておきます.
  • 以上の一連の操作の様子を以下に示します.
    C:\Documents and Settings\miyoshi>cd \ceaGUI
C:\ceaGUI>fcea2


 ENTER INPUT FILE NAME WITHOUT .inp EXTENSION.
   THE OUTPUT FILES FOR LISTING AND PLOTTING WILL HAVE
 THE SAME NAME WITH EXTENSIONS .out AND .plt RESPECTIVELY


c3h6-air

C:\ceaGUI>

出力ファイル

  • 出力ファイル (c3h6-air.out) の抜粋を以下に示します.
    [ヘッダ]
    • 出力の冒頭部分には CEA のバージョンと引用文献が表示されます. 
     *******************************************************************************

         NASA-GLENN CHEMICAL EQUILIBRIUM PROGRAM CEA2, MAY 21, 2004
                   BY  BONNIE MCBRIDE AND SANFORD GORDON
      REFS: NASA RP-1311, PART I, 1994 AND NASA RP-1311, PART II, 1996
    ... (中略) ...
    [入力エコー]
    • 入力にエラーがある場合はここに表示されます. 
     problem case=c3h6-air hp p(atm)=1 phi,eq.ratio=1
 reac
   fuel= C3H6,propylene  wt%=100  t(k)= 298.15
   oxid= Air             wt%=100  t(k)= 298.15
 end
    ... (中略) ...
    [平衡状態の出力]
    • 温度・圧力を始めとして熱力学関数, 平衡組成などが出力されています.   この例では断熱火炎温度は 2332.68 K となっています. 
             THERMODYNAMIC EQUILIBRIUM COMBUSTION PROPERTIES AT ASSIGNED

                                   PRESSURES

 CASE = c3h6-air       

             REACTANT                    WT FRACTION      ENERGY      TEMP
                                          (SEE NOTE)     KJ/KG-MOL      K  
 FUEL        C3H6,propylene               1.0000000     20000.000    298.150
 OXIDANT     Air                          1.0000000      -125.530    298.150

 O/F=   14.78701  %FUEL=  6.334320  R,EQ.RATIO= 1.000000  PHI,EQ.RATIO= 1.000000

 THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132
 T, K             2332.68
 RHO, KG/CU M    1.4913-1
 H, KJ/KG          26.047
 U, KJ/KG         -653.41
 G, KJ/KG        -22336.7
 S, KJ/(KG)(K)     9.5867

 M, (1/n)          28.545
 (dLV/dLP)t      -1.00405
 (dLV/dLT)p        1.1160
 Cp, KJ/(KG)(K)    2.4353
 GAMMAs            1.1695
 SON VEL,M/SEC      891.4

 MOLE FRACTIONS

 *Ar              0.00864
 *CO              0.01776
 *CO2             0.11144
 *H               0.00067
 *H2              0.00344
 H2O              0.12291
    ... (後略) ...