等温容器放气过程FLUENT仿真及其温度变化模型建立
fluent二维大涡模拟命令
fluent二维大涡模拟命令Fluent是流体动力学模拟软件的一种，它提供了二维大涡模拟命令用于模拟二维涡旋动力学过程。
本文将分步骤阐述如何使用Fluent二维大涡模拟命令。
第一步，打开Fluent软件。
进入“File”菜单，选择“New”打开一个新的工作文件。
在Fluent主界面的左侧面板选择“2D”选项卡，然后选择“Viscous”和“Steady”选项后点击“Create/Edit”按钮。
第二步，进入“Grid”界面。
在“Mesh”选项卡中选择“2D Mesh”菜单，选择“Triangle”网格类型。
随后，选择“Mechanical”类型并调整所需参数，包括网格的大小、分辨率、以及其他关键点的划分数量。
最后，点击“Generate Mesh”按钮生成网格。
第三步，设置边界条件。
在Fluent主界面的左侧面板选择“Boundary Conditions”选项卡。
根据需要设置边界条件，包括入口和出口边界、容器壁边界和物体边界。
基本的物理条件包括质量流速、温度和密度。
第四步，设置模拟参数。
在Fluent主界面的左侧面板选择“Solution”选项卡。
首先选择“Viscous”和“Steady”选项，然后在“Methods”菜单中选择“Unsteady”. 调整所需参数并计算时间，包括时间步长和计算时间范围。
第五步，开始求解二维大涡模拟。
在Fluent主界面的左侧面板选择“Compute”选项卡，点击“Start Calculation”按钮开始求解。
第六步，查看二维大涡模拟结果。
在Fluent主界面的左侧面板选择“Graphics”选项卡。
根据需要选择显示不同的结果，包括速度分布、温度变化、实体形态等等。
以上是使用Fluent二维大涡模拟命令的步骤。
通过学习和实践，我们可以使用Fluent来分析和解决各种相关的物理、化学和工程问题。
基于FLUENT软件的pVTt法标准容器流场仿真研究
基于FLUENT软件的pVTt法标准容器流场仿真研究作者：赵雪宁来源：《软件导刊》2018年第02期摘要：使用FLUENT软件，分别针对恒定壁面和绝热壁面二种边界条件下，pVTt标准容器的进气、抽气过程，以及气体作自然对流过程进行了仿真实验。
目的是对两种边界条件下气体的温度与压力变化情况进行对比，并最终在实际应用中选择合适的容器进行容器标定，最终缩短标定时间，提高标定效率，并达到精度要求。
仿真结果表明，恒定壁温边界条件下，容器中空气平均温度呈抛物线逐渐变化，直至接近壁面温度，稳定时间较长；绝热边界条件时，容器中空气平均温度迅速稳定，二种边界条件下的气体压力均很快达到均匀。
本文给出了FLUENT软件计算出的详细温度、压力分布云图，及平均温度、平均压力随时间的变化曲线，并进行了讨论。
关键词：pVTt，边界条件；温度云图；压力云图；仿真实验DOIDOI：10.11907/rjdk.172633中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2018）002-0154-040 引言pVTt法气体流量标准装置原理为装置在某一时间间隔Δt内，气体进入或者排出容积为V 的标准容器，根据进气或者排气前后标准容器内气体的绝对压力p和热力学温度T，计算出标准的气体质量流量。
为了保证气体质量流量测量的准确性，必须保证容器中对气体压力和温度测量的准确性。
目前，国内外pVTt标准容器大多采用恒温水浴法或壁面夹层循环水恒温方法，以提高标准容器内温度场的均匀性。
实测和计算表明，容器内温度场稳定需要一个很长的过程。
例如，进气或抽气结束后，容器中的温度场稳定至温差达到0.2K所需时间往往会超过30分钟。
日本提出了一种中流量 pVTt 法气体流量标准装置，将检定过程中温度场稳定时间控制在30分钟左右，其不确定度优于 0.05%（k=2）[2]。
美国国家标准技术研究院（NIST）也公布了一种pVTt 法气体流量标准装置，标准容器内风扇工作45分钟之后温度场基本稳定，装置的不确定度为0.13%[3]。
FLUENT传热模拟参考资料整理
FLUENT传热模拟参考资料整理1、在GAMBIT中显示的“check”主要通过哪几种来判断其网格的质量？及其在做网格时大致注意到哪些细节？判断网格质量的方面有：Area单元面积，适用于2D单元，较为基本的单元质量特征。
Aspect Ratio长宽比，不同的网格单元有不同的计算方法，等于1是最好的单元，如正三角形，正四边形，正四面体，正六面体等；一般情况下不要超过5：1.Diagonal Ratio对角线之比，仅适用于四边形和六面体单元，默认是大于或等于1的，该值越高，说明单元越不规则，最好等于1，也就是正四边形或正六面体。
Edge Ratio长边与最短边长度之比，大于或等于1，最好等于1，解释同上。
EquiAngle Skew通过单元夹角计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
最好是要控制在0到0.4之间。
EquiSize Skew通过单元大小计算的歪斜度，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
2D 质量好的单元该值最好在0.1以内，3D单元在0.4以内。
MidAngle Skew通过单元边中点连线夹角计算的歪斜度，仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Size Change相邻单元大小之比，仅适用于3D单元，最好控制在2以内。
Stretch伸展度。
通过单元的对角线长度与边长计算出来的，仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Taper锥度。
仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
Volume单元体积，仅适用于3D单元，划分网格时应避免出现负体积。
Warpage翘曲。
仅适用于四边形和六面体单元，在0到1之间，0为质量最好，1为质量最差。
以上只是针对Gambit帮助文件的简单归纳，不同的软件有不同的评价单元质量的指标，使用时最好仔细阅读帮助文件。
另外，在Fluent中的窗口键入：grid quality 然后回车，Fluent能检查网格的质量，主要有以下三个指标：1.Maxium cell squish: 如果该值等于1，表示得到了很坏的单元；2.Maxium cell skewness: 该值在0到1之间，0表示最好，1表示最坏；3.Maxium 'aspect-ratio': 1表示最好。
FLUENT物理模型
动网格简介
许多问题需要考虑平移或旋转的部件 对移动域，有两种基本的模型方法:
– 运动的参考坐标系
• 参考坐标系和运动域联系在一起 • 修正控制方程来考虑运动坐标系
– 运动/变形域
• 域的位置和形状在静止坐标系下跟踪 • 求解本质上是瞬态的
– 有限速率反应
Fuel Oxidizer
流动结构
– 非预混反应系统
• 可简化为混合系统
Fuel +
Oxidizer
– 预混反应系统
• 冷态反应物传播到热的生成物中.
Fuel +
Oxidizer
Reactor
Outlet
Reactor
Outlet
Secondary Fuel or Oxidizer
NOx 形成模型（预测定性的 NOx 形成趋势） – FLUENT 包括三种 NOx 产生机理
• Thermal NOx • Prompt NOx • Fuel NOx
– NOx 还原模型 – 选择性非催化还原模型 (SNCR) l
• 喷入氨水或尿素
烟灰形成模型 – Moos-Brookes 模型 – 一步模型，两步模型 – 烟灰对辐射吸收的影响
选择合适的模型非常重要 – 取决于流体是分层的还是离散的-两相间的长度尺度界定这个 区别 – Stokes数 (颗粒松弛时间和流体特征时间的比例）也应该考 虑进来
A Pera Global Company © PERA China
DPM 例子-喷雾干燥
喷雾干燥包括液体以雾状方式喷入加热的容器中，用DPM模拟 流动、传热、传质过程
欧拉模型中的粒状选项
等温容器的换热模型建立及分析
作了讨论 。进而以换热学及气动系统动力学理论为基础 ， 建立了等温容 器的简化换热学模型。
关键词 ： 等温容器 ； 换热模型 ； 填充材料
中图分类号： Ｈ ３ 文献标识码 ： 文章编号 ：００４ ５ （０ ７０ ．０２０ Ｔ １８ Ｂ １０ － ８２ ０ ）１ ２ ． ８ ０ ４
前 言
器壁热传导而造成误差【 。为此 ， ３ １ 有必要开发等温容
的瞬态流量可以经通过测量容器 的瞬态压力获得 ， 运
ＩＯ Ｄ ￥ ３５国际标准 草案＿ 。国际标准草案 ＩＯ Ｓ ／ Ｉ６８ １ Ｊ Ｓ／ Ｄ ￥ ３ ８ Ｃ和ｂ Ｓ Ｉ６ ５ 用 或 和Ａ 表示流量特性 ， ｅ 能完整地 表述气动元件的流量特性。不过 ， 这种方法对实验装 置要求十分严格 ， 一般条件下不易满足， 特别是要想在 同一实验装置上测试流通能力相差较大的元件流量特
（） １ 空气与容器壁 的强迫对流换热过程； （） ２ 容器 内外壁的热传导过程 ；
高度 （ｌ ） ｉｒ Ｔｎ
壁厚 （ ｍｍ）
３５ ２
３
（） ３ 容器外壁与外界空气 自 然对流换热过程 ；
横截 面积 （ ） ｍ２
０ ０２ ．３ ４
Ｙ ａ， Ｅ Ｏｉ ＭＥ ｏｘａ ｇ Ｘ Ｅ Ｗｅ －ｕ ｎ ＮＧ Ｇｕ －ｉ ， Ｉ ｎｈ ａ ｎ
（ 上海交通大学 机 电学 院机 电控制研究所 Ｓ ＭＣ气动 中心 ， 上海 ２０３ ） ０００
摘
要： 该文详尽分析 了等温容器 内 部的 ４ 种换热过程 ， 对等温容器本 身选材及其 内 部填充材料的选择
性是更为困难， 在流量变化范 围大的条件下测量流量
用此种方法能够测量稳态 、 非稳态的气体流动。 日本 东京工业大学两位学者研发了各种形式不同容积的等
fluent模拟设置
一、模型1、能量方程:开启能量方程2、湍流模型:选用Realizable k-ε湍流模型与标准壁面函数Standard Wall Fn3、辐射模型,采用离散坐标辐射(DO)模型模拟炉内辐射传热,并设置每进行两次迭代计算后更新一次辐射场,以加快计算收敛速度4、组分输运+涡耗散化学反应模型(ED),对于碳氢化合物燃烧系统,燃烧反应可能包含有上百个中间反应,其计算工作量大,不便于工程应用。
为满足工程问题的需要,目前常采用两步反应系统与四步反应系统。
本文中研究的就是甲烷燃烧,选用EDM模拟由燃烧引起的传热传质,考虑两步反应,即:2CH+3O=2CO+4H O4222CO+O=2CO22按不可压缩理想气体性质确定气体密度,不考虑分子扩散与气体内部的导热影响,选用分段线性比定压热容。
二、混合物及其构成组分属性在化学反应模拟过程中,需要定义混合物的属性,也需要对其构成成分的属性进行定义。
重要的就是在构成成分的属性设置前对混合物的属性进行定义,因为组分特性的输入可能取决于用户所使用的混合物数学定义方式。
对于属性输入,一般的顺序就是先定义混合物组分、化学反应,并定义混合物的物理属性,然后定义混合物中组分的物理属性。
1、定义混合物中的组分2、定义化学反应3、定义混合物的物理属性4、定义混合物中组分的物理属性三、边界条件在仿真中需要设置每个组分的入口质量分数,另外在出口出现回流情况下,对于压力出口用户应该设置组分质量分数。
1、内/外环火孔出口为燃气与一次空气混合气入口,采用速度进口边界条件,重庆燃气的低热值为36、75MJ/m3,理论空气需要量为9、537m3/m3,实测燃气流量为0、42m3/h,实测一次空气系数为0、674,圆形火孔的总面积面积为453mm2,得到火孔出口流速大小为1、913m/s,速度方向垂直于边界。
混合气温度为288K,混合气体发射率,各组分体积分数:甲烷13、06%,氧气18、18%,其余为氮气。
Fluent模拟的基本步骤
F l u e n t模拟的基本步骤SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-F l u e n t模拟的基本步骤1.运行Fluent出现选择Fluentversion选择界面一般二维问题就选择默认的2d，即单精度二维版本就可以了，但是本问题求解区域是一个扁长形状的，建议选择2ddp，即二维双精度版本，计算效果更好。
2.打开网格文件从菜单file→Read→Case→选择fin目录下的fin.msh文件3.指定计算区域的实际尺寸在Gambit建立区域时没有尺寸的单位，此时应该进行确定，也可以对区域进行放大或缩小等。
在菜单Grid下选择Scale出现上面的对话框。
将其中的Gridwascreatedby中的单位m，更改为mm，此时scalefactorX和Y都出现0.001。
然后按Scale4.选择模型该问题是稳态问题，在Solver中已经是默认，只是求解温度场。
由菜单Define→Models→Energy然后选择EnergyEquation。
5.指定边界条件和求解区域的材料需要将求解区域的四个边界进行说明，由菜单单Define→Models →Boundaryconditions。
首先设置左边界，即肋根的条件。
点击left项，Type列表中缺省指定在Wall，所以不需要改变，再点击Set选择thermalconditions列表中的Temperature，并且在右侧Temperature(k)中填入323（即50℃），然后点击OK完成。
按照同样方法对up、down和right三个边界进行设置。
这三个边界均为对流边界，需要给出表面传热系数和流体温度。
本问题的求解区域为固体，并且设定其物性参数。
在zone列表中选择zone(在Gambit中指定的名字)，已经是默认的solid.点击set点击Edit编辑材料的物性，本问题只是设计材料的导热系数，所以仅需将导热系数的值更改为160，然后点击Change后再close，上一个页面后按ok。
fluent多相流模拟温度变化
fluent多相流模拟温度变化使用Fluent多相流模拟温度变化引言:在工程和科学领域中，了解物质在不同温度下的行为是非常重要的。
为了研究和预测温度变化对不同物体的影响，科学家和工程师使用了各种模拟方法。
其中一种常用的方法是使用Fluent多相流模拟软件。
本文将探讨使用Fluent多相流模拟温度变化的原理和应用。
一、Fluent多相流模拟的基本原理Fluent是一种基于计算流体力学（CFD）的软件，它使用数值方法来解决流体流动和传热问题。
多相流模拟是Fluent的一个重要功能，它可以模拟多种物质在不同温度下的相互作用和传热过程。
在Fluent中，多相流模拟是通过将模拟区域分为离散的网格单元来实现的。
每个网格单元内的物质被假设为均匀的，并且可以具有不同的热传导系数和热容量。
通过在不同网格单元之间建立质量、能量和动量的平衡方程，可以模拟物质在不同温度下的传热和流动行为。
二、Fluent多相流模拟温度变化的应用1. 工业领域Fluent多相流模拟在工业领域中具有广泛的应用。
例如，在石油和化工行业，科学家和工程师可以使用Fluent来模拟化工过程中的温度变化。
通过分析和优化温度分布，可以提高生产效率和产品质量。
2. 环境工程在环境工程中，Fluent多相流模拟也发挥着重要作用。
例如，在城市规划中，可以使用Fluent来模拟建筑物和街道上的温度分布。
通过分析不同材料的热传导性能和建筑物的排热能力，可以减少城市热岛效应，改善城市的舒适度。
3. 生物医学在生物医学研究中，Fluent多相流模拟可以用于模拟人体内部的温度变化。
例如，在热疗领域，科学家可以使用Fluent来模拟热疗过程中的温度分布，以优化治疗效果并减少副作用。
此外，Fluent还可以用于模拟血液流动和热传导，帮助医生更好地理解和治疗心脑血管疾病。
三、Fluent多相流模拟温度变化的优势1. 准确性Fluent多相流模拟使用基于数值方法的计算模型，可以准确地预测物质在不同温度下的行为。
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２．４之 间 ， 一 阶段 的雷 诺 数 相 对 于 壅 塞 流 阶段 的 １９ 这 雷 诺数分 布呈 非线 性 曲线 状 快 速增 加 。此 时 ， 器 内 容 的气 流在 放气 口进 入 亚 声速 状 态 后 ， 器 内 的气 流 流 容
速 反而增 加 。
温度 最低 在 ２ １Ｋ左 右 ， 图 ５中 临近 声 速 时 的 中心 ９ 与 温度 相 比， 回升 了 ２Ｋ。图 ５ ｂ显 示放 气 口 出的温 度 在 ２ ５Ｋ左右 ， 现 较 大 的 回升 趋 势 。此 时 容 器 内的 单 ９ 呈 元雷 诺数 介于 １．７—２．４之 间 ， 比于放 气前 段 计 ４８ １９ 相 算所 得 的雷诺 数有较 大 的增加 。
前 言
一
由 Ｉ ／ Ｉ ６５ — 所界定的等温容器测试法是 Ｓ ＤＳ ３ ８ ３ Ｏ 种 简单 易行 、 能 和高效 的测 试 方 法 。但 是 在 等 节 ］
温容器测试气动元件流量特性参数 的过程 中， 等温容 器内部温度并非处于严格的等温状态 ， 其变化随着被 测元 件 的不 同而有 着不 确 定 性 ， 而 影 响 了气 动 元 件 从
２１ ０ ２年 第 ７期
液压 与气动
ｌ ３
图 ５是放 气结束 时 （ ｉｅ＝１９４ ＋ １ 容器 内部 Ｔｍ ． １ｅ ０ ） 温度 分布 图 。相 比于 图 ５ ａ显 示 的温 度 分 布 图 ， ５ 图 ａ
中容 器壁 附近仍 然保 持 ３ １Ｋ的初始 温 度 。此 时 中心 ０
为１ ０×１ ｍ 填 充密 度 为 ３０ｋ／ 的等 温 容器 ０ 且 ０ ｇｍ
内铜丝 的热容为 １ １ １ ／ 。根据表 １不锈钢容 ．７× ０ ＪＫ ，
收稿 １期 ：０ ２０ －６ ３ ２ １ －１ ０ 作者简介 ： 赵卫 （ ９ １ ） 男 ， １７ 一 ， 江西都 昌人 ， 师 ， 士 ， 讲 博 主 要从事机电测控系统 、 动技术方 面的科研 和教学工作 。 气
４种换热过程 ： 外界的空气与容器外壁 自 ① 然对流换 热过程 ； 容器 内外壁的热传导过程 ； 空气与容器 ② ③
壁的强迫对流换热过程； 压缩空气与金属丝之间的 ④ 对 流换 热过 程 。
以表 ｌ所示 的一个 标准 １ ０×１ ｍ 等 温 容器 为 ０
相 比 Ｊ等温容器放气法不需要流量计及恒压气 源 ， ， 只需记录放气过程 中等温容器 内部压力 Ｐ 以及被测
Ｍ ｏ ｅ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｃｈ ｎ ｅ ｄ ｌ ｆＴ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｇ ｎ
Ｚ Ａ ｉ，Ｙ ｉｎ ， Ｎ ｕ —ｉ ｇ Ｈ Ｏ Ｗｅ Ｅ Ｑａ ＭＥ Ｇ Ｇ ｏｘａ ｎ
（． １福建工程学 院 ， 福建 福州 ３００ ； ． ５１８ ２上海交通大学 ， 上海 ２０４ ） Ｏ２０
流量 特性 参数 的测试 精 度 ， 影 响 了这 种方 法 的推 广 并
錾被 ＿■ 一测 ■＿ ．■ ． ■ 元 ■ 件 ■ ● ■
ｂ １
图 １ ＩＯ／ Ｉ ３ ８３跚试回路示意 图 Ｓ Ｄ Ｓ６ ５ －
和普及＿ 。本文 以等温容器放气测试法为 主要研 究 ２ ］ 对象 ， 应用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ软件 ， 研究 了其放气过程 中温度 、 压力 以及放气 口速度等参数的变化规律。建立并验证 了等温容器内部温度变化的模型。通过等温容器放气 过程 内部温度变化的研究 ， 将促进 ＩＯ ＤＳ３ ８ ３法 Ｓ／ Ｉ ５ — ６
，
量特性参数 ， 这一方法降低 了测试硬件要求 。但是如 图 １ 所示 ， ｂ 按照一定比例填充一定直径铜丝 的高压容 器， 在放气测试不同元件时 ， 其内部 的温度还是有变化 的， 完全忽略温度变化 ， 会导致测试误差 。 充分理解等温容器 内部的换热机理是准确应用等 温容器测试法的前提。不过， 温度传感器响应时间滞
元件 上下 游压 力 Ｐ 和 Ｐ ， 即可从热工基础出发对等温容器内部换热状况进行分 析 。直 径 为 ３ ０～５ ｍ 填 充 铜 丝 的 密 度 为 ７ ９× ０ａ ．
１ ｋｓ ｍ。 其 比热 容为 ０ ３ ０ ／ ｋ ０ ／ ．９ｘ１ Ｊ（ ｇ・ ， 容积 Ｋ） 则
摘
要： 作为国际标准 ＩＯ ＤＳ ３８３所界定的气动元件流量特性参数的测试仪器， Ｓ ／ Ｉ ６５ － 等温容器及其 内部
的换热过程还 需要进一步研究。假设等温容器 内部换热介质 为多孔介质 ， 应用 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ软件对等温容器放 气过程进行 了仿真。通过仿真和 实验的对比， 掌握 了等温容器放气过程中容器 内部的压力、 流速和温度 变化
２１ ０２年第 ７期
液压与 气动
１ １
等 温 容 器放 气 过 程 Ｆ Ｕ Ｎ Ｌ Ｅ Ｔ仿 真 及 其温 度 变 化 模 型 建 立
赵 卫 叶 ， 骞 孟 国香 。
Ｔ ｅ Ｆ ＵＥＮＴ Ｓｍｕ ａｉｎ ｏ ｓ ｔｅ ｍａ ａ ｅ ＇ Ｄｉｃ ａｇ ｎ ｈ Ｌ ｉ ｌｔ ｆＩｏｈ ｒ ｌＣｈ ｍｂ ｒ ｓ ｈ ｒ ｅ ａ ｄ ｏ ｓ
界定 的气动元 件 流量特性 测试 方法 的发 展和 应用 。 １ 等温 容器 放气 过程研 究现 状 图１ ａ为等 温容器 放气 法 示 意 图 。和 ＩＯ ６５ Ｓ ３８法
后于气体温度的实时变化 ， 且温度传感器也难 以测量 容器内部不同位置温度的分布。为了深入理解等温容 器内部的换热机理 ， 文献 ［ ］ ４ 讨论 了等温容器放气过 程中可能的换热模型 ， 认为等温容器放气过程 大致分
趋 势 。通过 电模拟 的方 法 ， 步 建立 了等 温容 器 内部压 缩 气体在 压 力不 断变化 时的 温度 变化模 型 。 初 关键 词 ： 温容 器 ； 等 气动 元件 流量特 性 ；Ｌ Ｅ Ｔ仿 真 ； ＦＵ Ｎ 温度 变化模 型
中图分类 号 ： Ｈ１８ 文献标 志码 ： 文章 编号 ：０ ０４ ５ （０ ２ ０ －３ １ ６ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ） ７０ １ － １ ０