ansys模擬化學(xué)的案例
Fluent-化學(xué)反應(yīng)-1 預(yù)混氣體（甲烷空氣）化學(xué)反應(yīng)的數(shù)值模擬
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Fluent專家-化學(xué)反應(yīng)-1
預(yù)混氣體（甲烷空氣）化學(xué)反應(yīng)的數(shù)值模擬
案例簡介
本案例涉及空氣與甲烷的反應(yīng)，空氣入口速度8m/s，入口直徑1mm，甲烷的入口速度為4m/s，兩個入口間距3mm，水平直管段長度為15mm，寬為0.5mm，幾何模型如下圖所示。
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10173
fluent-化學(xué)反應(yīng)-案例1-預(yù)混氣體（甲烷空氣）化學(xué)反應(yīng)的數(shù)值模擬
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fluent-化學(xué)反應(yīng)-案例1-預(yù)混氣體（甲烷空氣）化學(xué)反應(yīng)的數(shù)值模擬
案例簡介
本案例涉及空氣與甲烷的反應(yīng)，空氣入口速度8m/s，入口直徑1mm，甲烷的入口速度為4m/s，兩個入口間距3mm，水平直管段長度為15mm，寬為0.5mm，幾何模型如下圖所示。
知識點：化學(xué)反應(yīng)、渦耗散模型、甲烷空氣混合物模型、燃燒、繪制xy plots曲線等
視頻播放地址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10173
展開 化學(xué)氣相沉積模擬
本案例演示利用Fluent模擬計算化學(xué)氣相沉積（CVD）過程。案例數(shù)據(jù)來自Fluent Tutorials文檔。
工程上常采用化學(xué)氣相沉積方法（chemical vapor deposition，CVD）生產(chǎn)半導(dǎo)體砷化鎵GaAs，其反應(yīng)裝置示意圖如下圖所示。
工藝氣體三甲基鎵(Ga(CH3)3)和砷化氫(AsH3)通過頂部的進(jìn)氣道以溫度293k進(jìn)入反應(yīng)器。氣體在旋轉(zhuǎn)的熱圓盤上流動，從而在圓盤上沉積薄薄的鎵和砷層。圓盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生徑向抽運效應(yīng)，迫使氣體以層流的方式流動到生長表面并向外穿過圓盤，最終從反應(yīng)器中排出。
案例涉及到的化學(xué)反應(yīng)：
入口氣體包含三甲基鎵（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15)、砷化氫（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4）以及氫氣。入口混合物速度為0.02189 m/s，圓盤旋轉(zhuǎn)速度80 rad/s。反應(yīng)器頂部壁面（wall-1邊界）加熱至437 K，側(cè)壁面（wall-2）溫度維持在343 K，基座（wall-4）加熱至均勻溫度1023 K，下壁面（wall-6）溫度303 K。
1 啟動Fluent并導(dǎo)入網(wǎng)格
以3D、Double Precision方式啟動Fluent
利用菜單File → Read → Mesh…讀取網(wǎng)格文件surface.msh
計算網(wǎng)格如圖所示。
展開 儲層巖石孔隙尺度的化學(xué)輸運模擬
本項目使用真實結(jié)構(gòu)的micro-CT圖像數(shù)據(jù)，在Simpleware軟件中進(jìn)行可視化和處理，生成網(wǎng)格化的3D模型，然后將其導(dǎo)出至仿真軟件中研究化學(xué)輸運機制。
亮點
從開源庫中獲取真實巖石結(jié)構(gòu)的 micro-CT數(shù)據(jù)；
在Simpleware ScanIP中進(jìn)行圖像處理和分割；
在Simpleware FE中為孔隙結(jié)構(gòu)生成高質(zhì)量的多相網(wǎng)格；
在仿真軟件中進(jìn)行孔隙尺度化學(xué)輸運模擬。
圖像處理
使用帝國理工學(xué)院孔隙尺度模型（PERM）聯(lián)盟提供的開源巖石CT圖像庫中的micro-CT 數(shù)據(jù)，獲得孔隙空間和微觀結(jié)構(gòu)的RAW圖像文件。在Simpleware ScanIP中將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為基于3D體素的幾何結(jié)構(gòu)，為網(wǎng)格劃分做準(zhǔn)備。由于CT掃描通常會產(chǎn)生噪音，此步驟的處理極其復(fù)雜。為了渲染構(gòu)造良好的巖石和孔隙相，在ScanIP軟件中使用了一系列的視覺濾波器和圖像處理技術(shù)。
圖：Simpleware ScanIP中micro-CT數(shù)據(jù)的可視化和分割
利用Simpleware FE模塊為多相流模型生成非常穩(wěn)健的CFD網(wǎng)格，并直接導(dǎo)出至 仿真軟件。
圖：使用Simpleware FE模塊生成網(wǎng)格化的多孔結(jié)構(gòu)模型
然后將網(wǎng)格化的多孔介質(zhì)模型導(dǎo)入商用偏微分方程（PDE）求解器中求解 Navier-Stokes 方程，計算絕對滲透率等基本參數(shù)。這樣的工作流程可以對真實孔隙尺度結(jié)構(gòu)中化學(xué)組分的輸運進(jìn)行模擬。
展開 
ANSYS頂級專家面對面交流會-ANSYS CFD燃燒及化學(xué)反應(yīng)專場
7月24日，ANSYS中國官方將在上海舉辦「ANSYS燃燒及化學(xué)反應(yīng)研討會」，此次研討會特別邀請到了ANSYS首席研發(fā)專家李少平博士和李革農(nóng)博士來分享ANSYS 對燃燒系統(tǒng)的模擬及高級燃燒模擬工具，主要涵蓋燃燒系統(tǒng)、有限速率化學(xué)方法、湍流燃燒模擬以及針對燃?xì)廨啓C的LES燃燒模擬。
同時，ANSYS中國的流體工程師馬世虎將分享ANSYS CFD在工業(yè)中的應(yīng)用，ANSYS 代理商中潤漢泰工程師張國軍也將分享ANSYS Chemkin Enterprise軟件功能及其在工業(yè)中的應(yīng)用。
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以下是研討會詳情：
燃燒是人類最早認(rèn)識并掌握的一種自然力，歷史上燃燒技術(shù)的發(fā)展程度代表了人類征服自然界的能力和人類社會的發(fā)展水平。盡管人類對燃燒的科學(xué)研究已有數(shù)百年歷史，但由于涉及到復(fù)雜的反應(yīng)、流動、傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象，目前燃燒仍然是最有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。ANSYS FLUENT擁有最為豐富的燃燒模型，且被業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可并采用。
李少平博士
首席軟件開發(fā)
Fluent反應(yīng)流開發(fā)經(jīng)理
ANSYS Inc., | 美國
李少平博士畢業(yè)于中國科技大學(xué)工程熱物理系，并在英國曼徹斯特大學(xué)獲得湍流模型博士學(xué)位。
展開 有限速率化學(xué)反應(yīng)模型-液體燃料燃燒模擬 ￥9.9
有限速率化學(xué)反應(yīng)模型-液體燃料燃燒模擬案例 cas dat msh
第一性原理、量子化學(xué)、材料模擬。軟件實戰(zhàn)
第一性原理、量子化學(xué)、材料模擬。軟件實戰(zhàn)
湍流-化學(xué)作用的噴霧燃燒模擬 | 基于OpenFOAM的FGM模型實現(xiàn)與分析
為了加深對內(nèi)燃機的理解以便更好地對其進(jìn)行設(shè)計，必須考慮詳細(xì)的化學(xué)機理和TCI（turbulence-chemistry interaction）效應(yīng)。準(zhǔn)確地模擬非預(yù)混噴霧自點火和氧化過程以及污染物排放，特別是多環(huán)芳烴物種的演化過程，詳細(xì)的化學(xué)計算至關(guān)重要。
許多TCI模型已被應(yīng)用于噴霧火焰的建模。例如，輸運概率密度函數(shù)(TPDF)方法、代表性交互火焰面(RIF)、火焰面/進(jìn)度變量(FPV)模型、火焰面生成流形(FGM) 和建表火焰面模型(TFM)。
在這些湍流燃燒模型中，基于火焰面思想的模型具有計算效率高的特點，因此可以使用詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)。火焰面方法的基本思想是，多維湍流火焰可以看作是嵌入在湍流流場中的被拉伸的一維層流火焰(稱為火焰面)的集合。引入混合分?jǐn)?shù)Z以消除非線性化學(xué)反應(yīng)源項求解的困難。由此，化學(xué)可以在混合分?jǐn)?shù)坐標(biāo)下求解，然后映射到流場。基于火焰面的模型與化學(xué)建表方法相結(jié)合，通過將3D-CFD和層流火焰面計算解耦，降低了計算成本。這使得火焰面模型能夠使用復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)機理，且計算成本相對較低。此外，基于火焰面的模型能夠通過預(yù)設(shè)概率密度函數(shù)（PDF）有效地解釋TCI現(xiàn)象。只當(dāng)特征化學(xué)時間尺度比混合時間尺度短時，火焰面假設(shè)才是有效的，就像在大多數(shù)相關(guān)條件下類似柴油的燃燒一樣。
本文使用FGM燃燒模型對正十二烷燃料的ECN sprayA進(jìn)行RANS模擬。此外，由于傳統(tǒng)觀點認(rèn)為高溫非預(yù)混燃燒受限于混合過程，其進(jìn)度變量的方差很大程度上依賴于混合物的形成速度，因此進(jìn)度變量的方差經(jīng)常被忽略。本研究考慮了進(jìn)度變量的方差，類似于預(yù)混系統(tǒng)中進(jìn)度變量的處理。
本研究的目的是為了增進(jìn)對自動點火過程的了解，并揭示混合分?jǐn)?shù)的變化和進(jìn)度變量對自動點火過程和火焰結(jié)構(gòu)的影響。
展開 服務(wù)器主要用于 計算化學(xué)/材料模擬、分子動力學(xué)、機器學(xué)習(xí)
主要用到的軟件 vasp、quantum espresso、cp2k、lammps等
ANSYS燃燒及化學(xué)反應(yīng)研討會 | 上海
7月24日，ANSYS中國官方將在上海舉辦「ANSYS燃燒及化學(xué)反應(yīng)研討會」，此次研討會特別邀請到了ANSYS首席研發(fā)專家李少平博士和李革農(nóng)博士來分享ANSYS 對燃燒系統(tǒng)的模擬及高級燃燒模擬工具，主要涵蓋燃燒系統(tǒng)、有限速率化學(xué)方法、湍流燃燒模擬以及針對燃?xì)廨啓C的LES燃燒模擬。
同時，ANSYS中國的流體工程師馬世虎將分享ANSYS CFD在工業(yè)中的應(yīng)用，ANSYS 代理商中潤漢泰工程師張國軍也將分享ANSYS Chemkin Enterprise軟件功能及其在工業(yè)中的應(yīng)用。
是不是干貨滿滿呢？聯(lián)系技術(shù)鄰微信客服 jishulink888 還可享6折優(yōu)惠，數(shù)量稀缺，先到先得！
燃燒是人類最早認(rèn)識并掌握的一種自然力，歷史上燃燒技術(shù)的發(fā)展程度代表了人類征服自然界的能力和人類社會的發(fā)展水平。盡管人類對燃燒的科學(xué)研究已有數(shù)百年歷史，但由于涉及到復(fù)雜的反應(yīng)、流動、傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象，目前燃燒仍然是最有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域之一。ANSYS FLUENT擁有最為豐富的燃燒模型，且被業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可并采用。
時間地點
時間：7月24日（周三）
地點：上海市黃浦區(qū)永新廣場16樓
費用：300/人，或輸入邀請碼報名參加
技術(shù)鄰粉絲專享：客服手上目前有為數(shù)不多的幾個6折優(yōu)惠碼，報名享優(yōu)惠，先到先得！聯(lián)系客服： jishulink888
講師介紹
李少平博士
首席軟件開發(fā)
Fluent反應(yīng)流開發(fā)經(jīng)理
ANSYS Inc., | 美國
李少平博士畢業(yè)于中國科技大學(xué)工程熱物理系，并在英國曼徹斯特大學(xué)獲得湍流模型博士學(xué)位。此后，他先后在英國帝國理工學(xué)院和英國曼徹斯特大學(xué)擔(dān)任博士后研究助理，主要從事非牛頓流體湍流模型和內(nèi)燃機CFD仿真研究。
展開 使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進(jìn)行鋁水化學(xué)反應(yīng)模擬仿真 ￥1688
模擬對象為鋁水反應(yīng)器，其為一個圓柱形容器，為加快計算速度，本模擬選擇二維模型進(jìn)行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進(jìn)行鋁水化學(xué)反應(yīng)的設(shè)置，監(jiān)測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學(xué)視頻指導(dǎo)，可直接出圖，也可根據(jù)錄屏教程進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。
Ansys Fluent在化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)中的應(yīng)用
作者：鄧瑞英，上海安世亞太流體工程師
本文為上海安世亞太原創(chuàng)內(nèi)容，若要轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處
研究背景
化學(xué)氣相沉積技術(shù)主要是利用含有薄膜元素的氣相物質(zhì)在襯底表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)晶體、晶體薄膜，晶須，多晶/非晶材料膜。化學(xué)氣相沉積技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)中有著比較廣泛的應(yīng)用，例如，非晶硅薄膜太陽能電池中非晶硅材料的制備采用的就是等離子增強型化學(xué)氣相沉積技術(shù)（PECVD），等離子技術(shù)可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，使得沉積過程能夠在較低的溫度下進(jìn)行。
圖1 薄膜太陽能電池
研究目的
在制備薄膜太陽能電池的過程中，非晶硅表面上沉積的薄膜往往存在厚度不均勻的問題。非均勻薄膜對太陽能電池的性能產(chǎn)生極大的影響，因此需要深入探究非晶硅薄膜的沉積過程，解決沉積薄膜的非均勻性問題。而在晶硅薄膜的制備過程中很難通過現(xiàn)場實驗測量的方法獲得薄膜的生長規(guī)律、氣流流動特性、復(fù)雜的氣相和表面化學(xué)反應(yīng)過程，因此需要借助CFD軟件模擬和預(yù)測非晶硅薄膜的沉積過程，獲得薄膜生長規(guī)律，從而解決薄膜的均勻性問題。
案例分析
等離子體化學(xué)氣相沉積（PECVD-- plasma-enhanced chemical vapor deposition）反應(yīng)器主要由宏觀和微觀兩部分組成，如圖2、3所示。宏觀部分：反應(yīng)氣體硅烷（SiH4）和氫氣（H2）進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器中加有電離場，反應(yīng)氣體在電離的作用下形成SiH3和H。微觀部分：一部分SiH3和H經(jīng)過物理吸附過程重新形成SiH4和H2。一部分SiH3經(jīng)過化學(xué)吸附過程，SiH3、H吸附在帶懸掛鍵Si表面。
圖2 PECVD反應(yīng)器示意圖
圖3 PECVD反應(yīng)器原理圖
為減少計算量，采用反應(yīng)器對稱的一半?yún)^(qū)域做計算。
展開 附資料下載| ANSYS 2022 燃燒與化學(xué)反應(yīng)功能更新
文章篇幅有限
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一、ANSYS燃燒解決方案概述
ANSYS擁有全面的零維/一維/二維/三維燃燒解決方案。
CFX主要聚焦于旋轉(zhuǎn)機械模擬，燃燒三維模擬主要以Fluent為主。
二、ANSYS燃燒解決方案主要軟件
Chemkin燃燒領(lǐng)域金標(biāo)準(zhǔn)軟件
主要聚焦在機理反應(yīng)，使用了很多簡化或近似的方法，適用于零維、一維及二維分析。
MFL燃料機理反應(yīng)數(shù)據(jù)庫
內(nèi)置了多達(dá)65種以上的燃料機理反應(yīng)數(shù)據(jù)庫。基于MFL數(shù)據(jù)庫，可以在ANSYS Reaction Workbench中去做替代燃料的優(yōu)化分析。
ANSYS Fluent在燃燒行業(yè)里的應(yīng)用
主要有冶金、玻璃制造，航發(fā)、水泥制造、燃燒器等等，應(yīng)用場景非常廣泛。
三、ANSYS燃燒與化學(xué)反應(yīng)功能更新
有限速率化學(xué)燃燒模型改進(jìn)
部分?jǐn)嚢璺磻?yīng)器模型解決了對柔和燃燒會過預(yù)測反應(yīng)速率，而對超音速燃燒會預(yù)測過低的問題。
FGM燃燒模型更新
新的FGM燃燒模型可以考慮熱損失和拉伸速率效應(yīng)對火焰速度的影響。
更多ANSYS 2022新功能資料
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展開 達(dá)索官方 | 4月25日，分子模擬在油田化學(xué)和催化煉化中的應(yīng)用，報名開啟>>
wx_fmt=png&from=appmsg" width="167"></p><p><strong>端木鵬博</strong></p><p>東方科軟BIOVIA材料科學(xué)高級技術(shù)工程師</p><p>主要致力于分子模擬的深度應(yīng)用，并在這一領(lǐng)域里積累了7年的專業(yè)經(jīng)驗。運用Materials Studio軟件，涉足于功能材料的多個研究層面，如性質(zhì)預(yù)測、配方篩選以及工藝優(yōu)化等。同時，其研究也廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，包括動力電池、能源材料，交通運輸,航空航天等領(lǐng)域。善于利用材料仿真以及數(shù)據(jù)科學(xué)來進(jìn)行新材料的設(shè)計工作。</p><p><br></p><p><strong>4月25日下午14:00， 達(dá)索系統(tǒng)技術(shù)咨詢部BIOVIA解決方案顧問胡銳骎、東方科軟BIOVIA材料科學(xué)高級技術(shù)工程師端木鵬博將為您帶來“分子模擬在油田化學(xué)和催化煉化中的應(yīng)用”的線上研討會</strong>，通過提供先進(jìn)的預(yù)測分析和機器學(xué)習(xí)技術(shù)幫助科研工作者了解復(fù)雜的催化反應(yīng)和工業(yè)應(yīng)用機理，破譯分子和原子行為，助力研發(fā)流程優(yōu)化。本次分享專注于Materials Studio的學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用，旨在以基礎(chǔ)研究創(chuàng)新來驅(qū)動新能源材料科學(xué)行業(yè)的發(fā)展。掃描海報二維碼或者</p><div contenteditable="false" width="100%"><figure class="figure-link" data-title="點擊立即報名" data-link="https://webcast.imc-china.com.cn/index/html/nl0h5clvxn/reg.html?
展開 實例詳解 Ansys Fluent在化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)中的應(yīng)用
鄧瑞英
上海安世亞太公司
化學(xué)氣相沉積技術(shù)（CVD）主要是利用含有薄膜元素的氣相物質(zhì)在襯底表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)晶體、晶體薄膜，晶須，多晶/非晶材料膜。化學(xué)氣相沉積技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)中有著比較廣泛的應(yīng)用，例如，非晶硅薄膜太陽能電池中非晶硅材料的制備采用的就是等離子增強型化學(xué)氣相沉積技術(shù)（PECVD），等離子技術(shù)可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，使得沉積過程能夠在較低的溫度下進(jìn)行。
在制備薄膜太陽能電池的過程中，非晶硅表面上沉積的薄膜往往存在厚度不均勻的問題。非均勻薄膜對太陽能電池的性能產(chǎn)生極大的影響，因此需要深入探究非晶硅薄膜的沉積過程，解決沉積薄膜的非均勻性問題。而在晶硅薄膜的制備過程中很難通過現(xiàn)場實驗測量的方法獲得薄膜的生長規(guī)律、氣流流動特性、復(fù)雜的氣相和表面化學(xué)反應(yīng)過程，因此需要借助CFD軟件模擬和預(yù)測非晶硅薄膜的沉積過程，獲得薄膜生長規(guī)律，從而解決薄膜的均勻性問題。
案例分析
等離子體化學(xué)氣相沉積（PECVD-- plasma-enhanced chemical vapor deposition）反應(yīng)器主要由宏觀和微觀兩部分組成，如圖2、3所示。宏觀部分：反應(yīng)氣體硅烷（SiH4）和氫氣（H2）進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器中加有電離場，反應(yīng)氣體在電離的作用下形成SiH3和H。微觀部分：一部分SiH3和H經(jīng)過物理吸附過程重新形成SiH4和H2。
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