AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程，幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程，提高企業(yè)研發(fā)效率。

一、概 要

1）案例描述

本案例仿真對象為某錐形燃燒器，在入口速度為60m/s時進行了燃燒的數(shù)值模擬。

2）網(wǎng)格

整體網(wǎng)格為非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量3576。

圖1-1 網(wǎng)格模型

3）計算條件

入口速度：60 m/s；出口靜壓：101325Pa；湍流模型：Standard k-epsilon；介質(zhì)：混合物。

二、網(wǎng) 格

1）新建工程

① 啟動AICFD 2023R2；

② 選擇 文件>新建，新建工程，選擇工程文件路徑，設(shè)置工程文件名，點擊“確定”。

圖2-1 AICFD窗口

圖2-2 新建工程

2）網(wǎng)格導(dǎo)入

單擊菜單欄 網(wǎng)格>導(dǎo)入網(wǎng)格，導(dǎo)入外部生成的計算域網(wǎng)格。

圖2-3 網(wǎng)格導(dǎo)入

3）網(wǎng)格質(zhì)量檢查

單擊菜單欄 網(wǎng)格>網(wǎng)格質(zhì)量，檢查網(wǎng)格質(zhì)量。

圖2-4 網(wǎng)格質(zhì)量檢查

三、求解設(shè)置

1）求解模型

雙擊 求解> 求解模型，設(shè)置物理模型。本案例為穩(wěn)態(tài)計算，采用可壓縮流，勾選能量方程，湍流模型采用Standard k-epsilon模型。

圖3-1 模型設(shè)置

右擊 求解> 材料，單擊“添加材料”，類型選擇Mixture，選擇Material Properties，確認混合物介質(zhì)物性參數(shù)。

      

圖3-2 材料添加

2）計算域

雙擊 求解> 流動分析> 計算域> Domain-defaultCellZone，在計算域設(shè)置窗口中選擇“Fluid Domain”，材料選擇“Mixture”，然后點擊“下一步”進入流體模型設(shè)置界面，燃燒下選擇相應(yīng)類型和湍流-化學(xué)反應(yīng)相互作用，單擊編輯。

圖3-3 分配計算域

進入反應(yīng)列表設(shè)置界面，分別設(shè)置反應(yīng)物、反應(yīng)產(chǎn)物、Arrhenius速率和配合比，點擊確定。

圖3-4 分配計算域

3）邊界條件

設(shè)置Inlet，需要分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型、邊界條件和數(shù)值，如圖所示。

圖3-5 Inlet定義

設(shè)置Outlet的邊界條件，需要分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型，如圖所示。

圖3-6 Outlet定義

設(shè)置Wall的邊界條件，需要分別設(shè)置邊界名稱、邊界類型，如圖所示。

圖3-7 Wall定義

4）求解參數(shù)設(shè)置

雙擊 求解> 求解設(shè)置 ，設(shè)置求解方程參數(shù)。

圖3-8 求解方程參數(shù)設(shè)置

雙擊 求解> 求解控制，設(shè)置求解器啟停條件和迭代步數(shù)等。

圖3-9 求解參數(shù)設(shè)置

四、初始化及求解計算

1）殘差曲線與監(jiān)控變量

雙擊 監(jiān)控> 殘差曲線，選擇查看監(jiān)控曲線。

圖4-1 監(jiān)控曲線選擇

2）初始流場設(shè)置

① 雙擊 求解> 初始化，設(shè)置初始流場；

② 選擇菜單欄 求解> 初始化，初始化流場。

圖4-2 初始化設(shè)置

圖4-3 初始化流場

3）求解計算

選擇菜單欄 求解> 求解> 直接求解> 串行，開始計算。

圖4-4 運行求解器

圖4-5 選擇求解模式

五、后處理

1）監(jiān)控曲線

查看殘差曲線。

圖5-1 殘差曲線

2）求解結(jié)果更新及導(dǎo)入

單擊菜單欄 求解> 可視化結(jié)果，實現(xiàn)可視化求解結(jié)果更新，現(xiàn)版本計算完成后自動進行可視化求解結(jié)果。

圖5-2 結(jié)果更新

3）可視化結(jié)果

① 溫度云圖

單擊菜單欄 后處理> 面，選取位置域和變量參數(shù)溫度，點擊應(yīng)用，讀取燃燒器截面溫度云圖。

圖5-3 截面溫度云圖

② 速度云圖

單擊菜單欄 后處理> 面，選取位置域和變量參數(shù)速度，點擊應(yīng)用，讀取燃燒器截面速度云圖。

圖5-4 截面速度云圖