【Fluent實(shí)例】液體燃燒【轉(zhuǎn)發(fā)】

2019-03-15 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

本案例利用Fluent中的混合分?jǐn)?shù)/PDF平衡化學(xué)模型模擬液體燃料的蒸發(fā)及燃燒過(guò)程。

案例涉及的內(nèi)容包括:

準(zhǔn)備液體燃料燃燒的概率密度函數(shù)文件
定義PDF化學(xué)反應(yīng)模擬所需的各種參數(shù)
利用DPM模型定義液滴的蒸發(fā)過(guò)程

1 問(wèn)題描述

計(jì)算模型如下圖所示。戊烷(C5H12)燃料以液體噴霧的形式進(jìn)入到計(jì)算區(qū)域中,空氣流速1 m/s,溫度650 K。通道壁面為恒溫1200 K。計(jì)算模型長(zhǎng)度1 m,高度1 m。根據(jù)入口條件估算雷諾數(shù)為100000,流動(dòng)狀態(tài)為湍流流動(dòng)。戊烷蒸發(fā)后以氣相形式燃燒,假設(shè)戊烷液滴直徑為100 微米,注入溫度為300 K,且以通道中軸線為對(duì)稱軸呈30°半錐角噴入計(jì)算區(qū)域。液體燃料注入的質(zhì)量流量為0.004 kg/s。

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2 啟動(dòng)Fluent進(jìn)行計(jì)算

以2D、Double Precision方式啟動(dòng)Fluent
利用菜單File → Read → Mesh讀入網(wǎng)格文件lfuel.msh

3 Models設(shè)置

右鍵選擇模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Models > Energy,點(diǎn)擊彈出菜單項(xiàng)On激活能量方程

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右鍵選擇模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Models > Viscous,點(diǎn)擊彈出菜單項(xiàng)Model → Realizable k-epsilon激活湍流模型

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4 設(shè)置組分輸運(yùn)模型

雙擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Models > Species,彈出設(shè)置對(duì)話框,如下圖所示激活選項(xiàng)Non-Premixed Combustion,按圖中順序設(shè)置Chemistry標(biāo)簽頁(yè)

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切換至Boundary標(biāo)簽頁(yè),按圖中順序設(shè)置組分

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切換至Table標(biāo)簽頁(yè),如下圖所示設(shè)置參數(shù),點(diǎn)擊按鈕Calculate PDF Table創(chuàng)建PDF文件

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利用菜單File → Write → PDF…保存pdf文件為ifuel.pdf

5 定義離散相

雙擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Models > Discrete Phase Model,彈出如下圖所示對(duì)話框,按圖中參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,點(diǎn)擊按鈕Injections…進(jìn)入入射器設(shè)置對(duì)話框

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點(diǎn)擊Create按鈕創(chuàng)建入射器

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如下圖所示,設(shè)置入射器參數(shù)

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如下圖所示,設(shè)置液滴在湍流作用下的運(yùn)動(dòng)行為

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6 Materials設(shè)置

鼠標(biāo)雙擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Materials > Droplet Particle > n-pentane-liquid,彈出設(shè)置對(duì)話框,如下圖所示設(shè)置材料屬性

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設(shè)置參數(shù)如下表所示。

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7 Boundary Conditions設(shè)置

1、velocity-inlet-7邊界設(shè)置

鼠標(biāo)雙擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Boundary Conditions > velocity-inlet-7,彈出設(shè)置對(duì)話框,如下圖所示,設(shè)置Velocity Specification為Magnitude and Direction,設(shè)置Velocity Magnitude為1 m/s,設(shè)置X-Component of Flow Direction為1
指定湍流強(qiáng)度為10%,水力直徑為2 m