燃燒模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：秀超 創(chuàng)建時間：2016-01-29
燃燒模擬的視頻教程
Fluent摻氫甲烷射流燃燒化學(xué)反應(yīng)模擬從0教學(xué)
看完視頻并跟做以后，同學(xué)們能夠使用Fluent獨立的完成一個類似的仿真模擬。
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推進劑侵蝕燃燒現(xiàn)象CFD
采用動網(wǎng)格模擬內(nèi)孔燃燒推進劑的侵蝕燃燒效應(yīng)，針對燃面添加源項，根據(jù)壓力函數(shù)方程和侵蝕燃速判定計算燃面的不規(guī)則退移速度。感興趣的私信聯(lián)系
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燃燒模擬的實例教程
培訓(xùn)大綱：
第一章 FLUENT燃燒模擬簡介
1.1 燃燒模擬的應(yīng)用
1.2 軟件功能概述
1.3 計算網(wǎng)格
1.4 反應(yīng)動力學(xué)、湍流與化學(xué)反應(yīng)之間的相互作用
1.5 量綱分析
第二章 FLUENT燃燒模型之一
2.1 渦耗散模型
2.2 非預(yù)混模型
第三章 FLUENT燃燒模型之二
3.1 火焰面模型
3.2 預(yù)混燃燒模型
3.3 部分預(yù)混燃燒模型
第四章 FLUENT詳細化學(xué)反應(yīng)和表面反應(yīng)
4.1 層流有限率模型
4.2 ISAT理論
4.3 EDC模型
4.4 概率密度函數(shù)輸運模型
4.5 表面反應(yīng)模型
4.6 動力學(xué)模型
4.7 相關(guān)算例介紹
第五章 FLUENT離散相（DPM）反應(yīng)和噴霧模型
5.1 離散相模型
5.2 噴霧模型
5.3 二次霧化，焦炭反應(yīng)和噴霧
第六章 FLUENT輻射模型
6.1 DTRM模型
6.2 P1模型
6.3 Rosseland模型
6.4 DO模型
6.5 S2S模型
6.6 日光輻射模型
第七章 FLUENT污染物模型
7.1 NOx模擬
7.2 SOx模擬
7.2 Soot模擬
第八章 FLUENT燃燒模擬技巧
第九章 FLUENT燃燒模擬算例
9.1 煤粉旋流燃燒
9.2 GE LM-1600燃氣渦輪燃燒室
9.3 使用EDC模型考慮詳細化學(xué)反應(yīng)機理模擬氣體燃燒
9.4 使用概率密度函數(shù)輸運模型考慮詳細化學(xué)反應(yīng)機理模擬氣體燃燒
9.5 使用zimont完全預(yù)混模型模擬燃燒
9.6 液滴燃燒的模擬
9.7 穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)火焰面模型模擬燃燒與化學(xué)反應(yīng)流
9.8 利用有限反應(yīng)速率模型自定義反應(yīng)過程參數(shù)模擬燃燒與化學(xué)反應(yīng)流
9.9 焦炭多步反應(yīng)過程模擬
9.10 SNCR模型模擬脫硝
9.11 表面多步反應(yīng)模擬（表面催化反應(yīng)模擬）
9.12 富氧燃燒爐反應(yīng)模擬
9.13 氣化爐反應(yīng)模擬
答疑
展開 內(nèi)燃機燃燒的模擬
1，內(nèi)燃機燃燒模擬的提出
內(nèi)燃機己成為現(xiàn)代社會的重要動力設(shè)備,是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運輸中應(yīng)用最廣泛的動力機械，它所發(fā)出的功率占全世界所有動力裝備總功率的50% 以上，消耗的燃料占石油燃料的60% 以上；同時，它也是人類最大的環(huán)境污染源之一。因此，從節(jié)約能源和保護環(huán)境的角度出發(fā)，人們對其提出了愈來愈苛刻的要求，既要輸出功率大（動力性好），比燃料消耗少（經(jīng)濟性優(yōu)），又要符合日益嚴格的排放法規(guī)要求(低污染甚至零排放)，新型內(nèi)燃機代用燃料和燃燒模式應(yīng)運而生，因而對內(nèi)燃機燃燒的研究提出了新的挑戰(zhàn)。 主要依賴于實驗手段和工作經(jīng)驗的傳統(tǒng)方法已經(jīng)不能勝任這一要求，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,借助于計算機仿真技術(shù)和實驗技術(shù)的結(jié)合，有可能使燃燒過程研究進一步深入，從而開拓新的技術(shù)途徑。
隨著計算機的進步，計算機仿真技術(shù)對內(nèi)燃機燃燒過程進行仿真研究，對新型內(nèi)燃機代用燃料和燃燒模式的燃燒機理和特性進行計算機仿真和實驗研究有著重要的意義。
2、內(nèi)燃機燃燒模擬國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀：
隨著計算機硬件和軟件的飛速發(fā)展，高速CPU、大容量硬盤的不斷問世，利用普通計算機進行內(nèi)燃機缸內(nèi)過程的三維數(shù)值模擬計算成為可能。計算機數(shù)值模擬方法可以更好的全面預(yù)測內(nèi)燃機的性能，代替部分發(fā)動機試驗，在不受時空限制的條件下進行各種變參數(shù)研究，指導(dǎo)設(shè)計和開發(fā)新型燃燒系統(tǒng)發(fā)動機，對舊發(fā)動機的性能進行優(yōu)化，還可以降低實驗費用，縮短實驗時間，節(jié)省大量的人力物力，具有很強的生命力和優(yōu)越性。
以流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、燃燒理論和計算數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，以高速大容量計算機為主要工具，通過計算手段來探索自然界、工程實際和社會生活中各種燃燒現(xiàn)象的機理，研究各種燃燒系統(tǒng)和裝置中燃燒過程的規(guī)律和特點，從而實現(xiàn)對各種燃燒現(xiàn)象進行準確的分析和預(yù)測。
展開 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
CAE培訓(xùn)中心6月課程：Fluent反應(yīng)流與燃燒模擬應(yīng)用高級培訓(xùn)
培訓(xùn)時間：6月14、15日
培訓(xùn)地點：北京
培訓(xùn)介紹：http://www.caetraining.com.cn/detail.aspx?id=252
2.2 HVSFS工藝反應(yīng)機理分析
在燃燒室中燃料氣體和氧氣之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致放熱和反應(yīng)產(chǎn)物。熱能利用收斂噴嘴通過氣體膨脹轉(zhuǎn)化為動能，伴隨著氣體向顆粒傳遞動量和熱量，顆粒是具有二氧化鈦粉末含量的乙醇液滴。這導(dǎo)致液滴的進一步霧化以及在HVSFS焊炬中達到飽和溫度的乙醇蒸發(fā)和燃燒，最后導(dǎo)致固體顆粒(二氧化鈦)的熔融和加速。因此，HVSFS的燃燒過程包括兩個主要階段：-初級預(yù)混氧-丙烷反應(yīng)。-二級、非預(yù)混合氧-乙醇反應(yīng)。
采用ANSYSCFX 11中湍流反應(yīng)流的渦耗散模型，對預(yù)混燃燒進行了模擬。然而，對于HVSFS過程，氧質(zhì)量分數(shù)相對于乙醇完全燃燒而言是超化學(xué)計量的，殘余氧將用作乙醇燃燒的擴散火焰。與預(yù)混燃燒系統(tǒng)相關(guān)的二次、非預(yù)混燃燒的模擬是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。主要困難在于乙醇從液體到氣體的相變，相變必須在第一步中完成乙醇從分散液滴向連續(xù)氣體的傳質(zhì)模擬。這是將燃燒模擬為擴散火焰的先決條件。
使用液體蒸發(fā)模型來模擬乙醇液滴的蒸發(fā)，所述液體蒸發(fā)模型結(jié)合了往返于(液體)顆粒的熱和質(zhì)量傳遞以及連續(xù)氣相處于高于顆粒的溫度的前提。該模型使用兩個傳質(zhì)關(guān)聯(lián)式，這取決于液滴是高于還是低于沸點。通過Antoine方程確定，由下式給出：
其中，A (7.5K), B (1741 K) and C (238.1K)是本用戶提供的用于本研究的乙醇系數(shù)。如果蒸汽壓力（Pvap）大于氣相壓力P，則顆粒沸騰。
乙醇的沸點約為351.6K，HVSFS燃燒室中的溫度范圍T在3200 K以內(nèi)。因此，從連續(xù)氣體到乙醇液滴的質(zhì)量轉(zhuǎn)移由對流熱傳遞Qc決定：
在該方程中，mp是乙醇液滴的質(zhì)量，V是乙醇汽化時隨溫度變化的潛熱。
針對乙醇擴散燃燒過程，有不同的模型和方法，這些方法中還對模型和方法的精度進行了測試和比較。
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燃燒模擬的相關(guān)專題、標簽、搜索
燃燒模擬的最新內(nèi)容
需要用CFD計算流動，用詳細化學(xué)反應(yīng)機理模擬燃燒過程，用輻射模型（如DO模型）計算熱量傳遞。
-計算特點:
計算密度極高: 這是所有仿真中計算最密集的領(lǐng)域之一。詳細的化學(xué)反應(yīng)機理可能包含數(shù)千個反應(yīng)，在每個網(wǎng)格單元、每個時間步都需要計算。強耦合性: 流場、溫度場、化學(xué)組分場相互影響，求解過程復(fù)雜且收斂困難。
該軟件提出了面向航空發(fā)動機燃燒室工程應(yīng)用的氣液兩相湍流燃燒計算模擬方法及仿真全流程解決方案。
動力總成系統(tǒng) (Powertrain)
· 內(nèi)燃機(ICE)缸內(nèi)燃燒：模擬燃油噴射、混合、燃燒過程，優(yōu)化燃燒室形狀、噴油策略，以提高效率并降低排放。
參考案例-Simcenter STAR-CCM+ In-cylinder系列
· 進排氣系統(tǒng)：優(yōu)化進氣管路和排氣歧管的設(shè)計，減少流動損失，提高容積效率。
燃燒模擬：對燃料固體顆粒或者油滴建模。
Stokes數(shù)
Stokes數(shù)是流體力學(xué)中描述顆粒與流體相互作用的核心參數(shù)，其定義為顆粒弛豫時間與流體特征時間的比值：
中為顆粒弛豫時間（反映顆粒速度衰減至流體速度所需時間），
為流體特征時間（與流動的時空尺度相關(guān)），與系統(tǒng)的特征長度及特征速度有關(guān)，.
幾個案例說明UNAP的應(yīng)用情況：
發(fā)動機燃燒室大渦模擬： 在某航空發(fā)動機全環(huán)燃燒室的大渦模擬中，網(wǎng)格量達10億，采用UNAP作為核心求解模塊后，最終的并行規(guī)模達到1.6萬進程，稀疏線性方程組求解部分加速達到20倍，收斂速度顯著提升。
</p><p><br></p><p>實際的旋流杯形狀非常復(fù)雜，F(xiàn)low Simulator并不直接模擬空氣的漩渦，而是通過修改燃燒效率來模擬不充分混合的情況。
4、結(jié)論
ECN噴霧的RANS模型是使用最新開發(fā)的FGM燃燒模型進行的，該模型允許在噴霧燃燒模擬中應(yīng)用詳細的化學(xué)機理。對無反應(yīng)的情況進行數(shù)學(xué)模型驗證，以驗證網(wǎng)格無關(guān)性和噴霧子模型。發(fā)現(xiàn)最小單元尺寸為0.25 mm的網(wǎng)格分辨率與液相和氣相貫穿距和混合分數(shù)分布的實驗結(jié)果一致。
關(guān)于 Fluent 項目的煤炭燃燒
使用 ANSYS Fluent 對煤燃燒進行瞬態(tài)模擬（t = 1.5s）。燃燒建模使用渦流耗散模型，湍流建模使用 k-epsilon。Fluent 模擬文件也附在附件中。
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使用 OpenFOAM 的 XiFoam 求解器的立方燃燒室的第二部分。這是 OpenFOAM 測試用例的示例/教程。 XiFoam 求解器用于通過湍流建模進行部分預(yù)混/可壓縮預(yù)混燃燒。還附有仿真文件（直到 15ms 仿真時間）。
file-1483033511391.rar
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編輯
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1、案例背景
燃燒器常用在燃油、燃氣、煤粉燃燒等行業(yè)，通過本節(jié)仿真操作，可以看到燃燒器內(nèi)燃料運動速度及溫度的分布，為燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考依據(jù)。
本案例需要的輸入文件和參數(shù)信息如下表：
網(wǎng)格文件
Burner.msh
介質(zhì)
混合物
