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<p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">FLUENT可以使用組分輸運模型來模擬濕空氣，但這只是組分輸運模型的一個簡單應用，實際上對組分輸運模型應用比較多的是燃燒和化學反應問題。本文主要通過組分輸運模型模擬濕空氣問題來講解該模型的基本使用方法。

模擬對象為鋁水反應器，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行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應的設置，監測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學視頻指導，可直接出圖，也可根據錄屏教程進行復現。

</p><p><br></p><p>3.在一般的多相流模型（VOF、Mixture和歐拉）中，只有 VOF 模型可以與凝固/熔化模型一起使用。</p><p><br></p><p>4.打開組分輸運模型，除了組分的擴散系數之外，不能通過用戶界面為固體和液體材料設置單獨的材料屬性。

同時fluent組分輸運模型可以用來模擬化學反應，主要用于模擬燃燒過程 fluent能夠求解電勢方程，模擬電鍍、腐蝕、流體電池等問題，還可以模擬靜電除塵問題。

圖7：組分輸運模型 宏觀反應機理：電離反應+體積反應 圖8：反應機理設置 反應器內電場的電子密度分布通過UDF（用戶自定義函數）加載： 圖9：電子密度分布圖-單位（1/ m3 ）微觀反應機理：由圖3可以看到，宏觀和微觀之間主要進行組分SiH4、H2、SiH3

演示使用blockMesh生成結構化網格，通過網格梯度加密實現關鍵區域精度提升，搭建適配反應流問題的仿真計算域。 課程還講解化學反應在CFD仿真中的引入方法，包括啟用化學求解器、定義反應機理、在仿真中加入組分輸運模型。基于反應機理介紹詳細化學模型，說明OpenFOAM在燃燒過程中對化學動力學與組分變化的處理方式。

與本地存儲的文件不同，這些表一旦被讀入，就會作為Fluent case文件的一部分被寫出來。不必維護表的本地副本。 ⑤　如果選擇空化、蒸發-冷凝或沸騰，從From phase（源相）中選擇的相必須是液體，To phase必須是蒸汽。如果是組分輸運模型模擬相變問題，且其中一相是氣體，則必須設置To phase為氣體。

圖7 組分輸運模型宏觀反應機理：電離反應+體積反應 圖8 反應機理設置反應器內電場的電子密度分布通過UDF（用戶自定義函數）加載： 圖9 電子密度分布圖-單位（1/m3）微觀反應機理：由圖3可以看到，宏觀和微觀之間主要進行組分SiH4、H2、SiH3、H的輸運，為減少計算量，采用UDF（用戶自定義函數）組分源項的方式加載在薄膜中進行計算。

這部分做10天做10個案例應該差不多了，這10個案例盡量是多種類型的，比如有換熱的、多相流的、組分輸運的等。案例的找取：可以買一本Fluent相關的書籍，基本都提供源文件及操作步驟。

設置計算模型 4.1 能量方程打開能量方程 4.2 湍流模型設置 4.3 組分輸運模型打開組分輸運模型，將mixture material更改為methyl-alcohol-air（甲醇空氣混合物）注：默認情況下這里的材料為mixture-template，想要出現methyl-alcohol-air需要在material面板下進行設置

代數界面面積模型是從球形氣泡或液滴的表面積與體積之比得出的：氣泡或液滴直徑為dp，使用歐拉多相模型時可用的代數模型是（后期是沸騰模擬，所以只介紹沸騰的）：①：Ishii Model（僅沸騰流動）：僅在激活沸騰模型時才可用的Ishii模型也會修改粒子模型，并導致αp的分段線性函數，當αp接近1時，α的分段線性函數接近0。在Fluent中，αprict選擇為0.25。

本軟件提供組分輸運模型，其為基于組分質量分數的輸運方程解，可利用預先定義的蒸發及冷凝機制對蒸發及冷凝過程進行模擬。在自研軟件中考慮到多組分的輸運時，將混合氣體作為一個研究的整體，利用多組分模型可以很好地解決含有兩種或者兩種以上組分的系統。當啟用多組分輸運模型后需要注意對于該混合物體系的控制方程求解，其中同樣包括連續性方程、動量方程以及多組分方程。

在這系統中，定律7（多組分定律）適用。可選性：包含多種化學組分可選，當選用多組分顆粒，用戶需在定義材料屬性密度時應用體積加權平均（volume weighted mixing law）定義密度。 下載地址：FLUENT-DPM

這類問題可以通過物質輸運模型或非預混燃燒模型來模擬。在本教程中，將使用非預混燃燒模型來建立和解決天然氣燃燒問題。 1 啟動FLUENT并導入網格 （1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.1→Fluid Dynamics→FLUENT 19.1命令，啟動FLUENT 19.1。

電池在長周期運行過程中可能產生熱量和多種氣體組分，對該過程進行建模，需要求解反應速率方程和組分質量平衡方程。上圖為LS-DYNA模型驗證結果。Y軸為電池電位，X軸為放電容量，案例1是LMO，案例2使用NMC作為陰極材料。兩個模型中，試驗和仿真的結果的計算結果基本一致。上圖展示計算電池運行四個循環而得出的狀態變量和溫度的結果。