FLUENT材料模型中的NISTRealGas模型

2016-09-04  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)




FLUENT的材料模型里面有個(gè)NIST Real Gas模型,這個(gè)材料模型給與常用制冷劑有關(guān)的仿真計(jì)算帶來(lái)了莫大的方便。下面簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)模型的使用。


從事制冷、空調(diào)、壓縮機(jī)等行業(yè)的人對(duì)REFPROP這個(gè)制冷劑數(shù)據(jù)庫(kù)軟件應(yīng)該都不陌生。REFPROP是Refrigerant Properties兩個(gè)單詞的縮寫,這個(gè)軟件是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所NIST(National Institute of Standards and Technology)開發(fā)的,軟件中包含了幾乎所有常用制冷劑(R600,R134a等等)的材料模型。所謂NIST Real Gas模型,就是從REFPROP7.0中導(dǎo)入的制冷劑材料模型。


REFPROP7.0中包含了39種純制冷劑熱動(dòng)力學(xué)和傳輸特性信息,并且能提供這些制冷劑混合物的特性信息。下表是所有的材料名稱。

Table 8.16.1:Hydrocarbons and Refrigerants Supported by REFPROPv7.0






1butene acetone ammonia argon benzene butane






dodecane cis-butene c4f10 c5fl2 co co2
(c12.fld) (c2butene.fld)









cos cyclohexane cyclopropane deuterium heavy water decane

(cyclohex.fld) (cyclopro.fld) (d2.fld) (d2o.fld)






dimethylether ethane ethanol ethylene fluorine h2s
(dme.fld)










helium heptane hexane hydrogen ibutene ihexane






ipentane isobutene krypton methane methanol n2o






neon neopentane nf3 nitrogen nonane octane

(neopentn.fld)









oxygen parahydrogen pentane propane propylene propyne

(parahyd.fld)

(propylen.fld)






r11 r113 r114 r115 r116 r12






r123 r124 r125 r13 r134a r14






r141b r142b r143a r152a r21 r218






r22 r227ea r23 r236ea r236fa r245ca






r245fa r32 r365mfc r41 rc318 sf6






so2 trans-butene toluene water xenon

(t2butene.fld)




FLUENT中要使用NIST Real Gas模型時(shí),可輸入text commant進(jìn)行激活。具體操作步驟如下:

1.輸入激活NIST Real Gas Model的命令:

define/user-defined/real-gas-models/nist-real-gas-model

use NIST real gas? [no] yes


如果需要一種以上的制冷劑,則以上命令改為:

define/user-defined/real-gas-models/nist-multispecies-real-gas-model

use multispecies NIST real gas? [no] yes


回車后對(duì)話平臺(tái)會(huì)列出可用的pure制冷劑的清單:


  • 1butene.fld acetone.fld ammonia.fld argon.fld benzene.fld butene.fld c12.fld c2butene.fld c4fl0.fld c5fl2.fld co.fld co2.fld cos.fld cyclohex.fld cyclopro.fld d2.fld d2o.fld decane.fld dme.fld ethane.fld ethanol.fld ethylene.fld fluorine.fld h2s.fld helium.fld heptane.fld hexane.fld hydrogen.fld ibutene.fld ihexane.fld ipentane.fld isobutan.fld krypton.fld methane.fld methanol.fld n2o.fld neon.fld neopentn.fld nf3.fld nitrogen.fld nonane.fld octane.fld oxygen.fld parahyd.fld pentane.fld propane.fld propylen.fld propyne.fld r11.fld r113.fld r114.fld r115.fld r116.fld r12.fld r123.fld r124.fld r125.fld r13.fld r134a.fld r14.fld r141b.fld r142b.fld r143a.fld r152a.fld r218.fld r21.fld r22.fld r227ea.fld r23.fld r236ea.fld r236fa.fld r245ca.fld r245fa.fld r32.fld r365mfc.fld r41.fld rc318.fld sf6.fld so2.fld t2butene.fld toluene.fld water.fld xenon.fld

2.從列出的清單中選擇自己需要的制冷劑:

  • 如果上一步選擇的是一種制冷劑,則系統(tǒng)會(huì)提示選擇一種制冷劑。在提示后輸入制冷劑data file名稱。這里注意輸入內(nèi)容要包括雙引號(hào)""、材料名稱(如r125)以及擴(kuò)展名.fld

  • select real-gas data file [""] "r125.fld"
  • 如果上一步選擇的是多制冷劑,則系統(tǒng)會(huì)先讓你輸入制冷劑種類數(shù)量:

  • Number of species [] 3
  • 然后分別輸入制冷劑data file:

  • select real-gas data file [""] "nitrogen.fld" select real-gas data file [""] "co2.fld" select real-gas data file [""] "r22.fld"

    然后FLUENT會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中Load制冷劑數(shù)據(jù),并在對(duì)話平臺(tái)報(bào)告相關(guān)信息:

  • /usr/local/Fluent.Inc/fluent6.2/realgas/lib/r125.fld Opening "/usr/local/Fluent.Inc/fluent6.2/realgas/ultra/librealgas.so"...Setting material "air" to a real-gas... Matl name: "R125" : "pentafluoroethane!full name" : "354-33-6"Mol Wt: 120.021 Critical properties: Temperature : 339.173 (K) Pressure: 3.6177e+06 (Pa) Density: 4.779 (mol/L) 573.582 (kg/m^3) Equation Of State (EOS) used:Helmholtz Free Energy (FEQ)EOS:"FEQHelmholtz equation of state for R-125 of Lemmon and Jacobsen (2002)." EOS Range of applicability Min Temperature: 172.52 (K) Max Temperature: 500 (K) Max Density: 1691.1 (kg/m^3) Max Pressure: 6e+07 (Pa) Thermal conductivity Range of applicability Min Temperature: 172.52 (K) Max Temperature: 500 (K) Max Density: 1691.1 (kg/m^3) Max Pressure: 6e+07 (Pa) Viscosity Range of applicability Min Temperature: 172.52 (K) Max Temperature: 500 (K) Max Density: 1692.3 (kg/m^3) Max Pressure: 6e+07 (Pa)


3.FLUENT默認(rèn)為制冷劑是在氣體狀態(tài)下,如果你的運(yùn)算是在液體狀態(tài)下進(jìn)行,則需要輸入命令更改制冷劑狀態(tài):


  • define/user-defined/real-gas-models/set-phase Select vapor phase (else liquid)?[no]
  • 通過(guò)以上幾步就激活了NIST Real Gas模型。


  • 另外使用NIST Real Gas模型還有以下方面需要注意:

  • 1.NIST Real Gas模型激活后FLUENT的Material對(duì)話框?qū)⒉荒艽蜷_,將不能對(duì)材料模型做任何修改。因此在激活該模型之前要對(duì)計(jì)算所涉及到的固體材料提前設(shè)好。

  • 2.使用NIST Real Gas模型時(shí)其他流體材料模型將無(wú)法使用,比如,無(wú)法將空氣或水也加入計(jì)算中。

  • 3.進(jìn)出口邊界只能設(shè)為Pressure-inlet, mass flow-inlet, and pressure-outlet幾種。

  • 4.不能使用多相流模型。

  • 5.如果是較低版本的FLUENT,則只能在選用了Coupled Solver時(shí)才能激活NIST Real Gas模型。


  • 掌握了這些就可以使用NIST Real Gas模型了。如果還有疑問(wèn)可以查閱ANSYS FLUENT的幫助文件。下面是幫助信息的鏈接:

  • https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent12/html/ug/node336.htm#refprop-fluids



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