fluent在燃烧室的例子
ansys fluent2020综合应用案例详解
ansys fluent2020综合应用案例详解随着计算流体力学（CFD）技术的快速发展，越来越多的工程领域开始使用CFD软件来进行流体分析和模拟。
在众多的CFD软件中，ANSYS Fluent无疑是最受欢迎和广泛使用的软件之一。
本文将详细介绍ANSYS Fluent 2020在综合应用方面的案例，以帮助读者更好地理解和使用这一强大的工具。
一、背景介绍ANSYS Fluent是由ANSYS公司开发的一款流体力学分析软件，广泛应用于航空航天、汽车工程、能源、环境保护、化工等领域。
Fluent 2020是该软件的最新版本，具有更强大的功能和更高的计算效率。
本文将通过详细介绍几个典型的应用案例，展示Fluent 2020在不同领域中的综合应用能力。
二、燃烧室模拟案例燃烧室是内燃机、煤气轮机等燃烧设备的核心组成部分，燃烧室内的燃烧过程直接影响着整个系统的性能和排放。
利用Fluent 2020的燃烧模型，可以模拟和分析燃烧室内的温度、压力、燃烧产物浓度等关键参数，并优化燃烧室的设计。
三、风洞模拟案例风洞模拟是航空航天领域常用的手段，用于模拟飞行器在不同飞行状态下的气动性能。
通过运用Fluent 2020的湍流模型和多相流模型，可以精确地模拟风洞中的气流传输和飞行器表面的气动力状况，为飞行器设计和优化提供可靠的依据。
四、液体输送模拟案例液体输送系统在石油、化工、食品等行业中扮演着重要角色。
利用Fluent 2020的多相流模型，可以模拟液体在管道中的流动情况，并分析管道的压降、流速分布、混合等特性。
通过优化管道的设计和操作参数，可以提高液体输送系统的效率和经济性。
五、散热器设计案例散热器在电子设备、汽车引擎等领域中广泛应用，用于降低设备的温度并保持其正常运行。
利用Fluent 2020的传热模型和流动模型，可以模拟和优化散热器内的流动和热传输过程，以提高散热效果并减少能量消耗。
六、船舶流体力学模拟案例船舶的航行性能直接受流体力学特性的影响，因此对船舶的流体力学性能进行模拟和优化十分重要。
fluent 燃烧 算例
fluent 燃烧算例
本文介绍了fluent软件在燃烧流动领域的应用算例。
首先介绍了燃烧流动的基本概念和fluent软件的基本使用方法，然后通过具体的算例来展示 fluent 软件在燃烧流动中的应用。
算例一：气体燃烧室内部流动分析。
通过建立三维模型，使用fluent 软件对燃烧室内部的流动进行模拟和分析，得到了室内流场的速度分布、温度分布等参数，为燃烧过程的优化和控制提供了重要的参考和依据。
算例二：柴油机燃烧过程的数值模拟。
通过建立柴油机的三维模型，结合燃油喷射的过程和燃烧反应机理，使用 fluent 软件对柴油机燃烧过程进行数值模拟，得到了燃烧的温度、压力、速度、质量分数等相关参数，为柴油机的性能优化和燃烧控制提供了重要的参考和依据。
算例三：天然气管道燃烧事故的模拟分析。
通过建立天然气管道的三维模型，结合管道内的燃烧反应机理，使用 fluent 软件对天然气管道的燃烧事故进行模拟和分析，得到了燃烧事故的发展过程、温度、压力等参数，为燃气安全事故的预防和控制提供了重要的参考和依据。
以上三个算例展示了 fluent 软件在燃烧流动领域的广泛应用和高效性能，为燃烧流动领域的研究和实践提供了重要的工具和技术支持。
- 1 -。
利用fluent组分输运模型模拟锅炉混煤燃烧过程
利⽤fluent组分输运模型模拟锅炉混煤燃烧过程fluent组分输运模拟混煤燃烧之前⽤组分输运做过⼀些混煤燃烧的⼯作，因为⾃⼰⼀开始接触组分输运的时候也遇到很多困难，⽤组分输运做混煤模拟更是⼀⽆所知，后来在之前课题组基础上，加上⾃⼰的摸索，对⽤组分输运做混煤模拟的套路⼤概了解了，所以就把这个“套路”总结了⼀下写了出来，希望可以帮到有需要的朋友。
当然，下⾯的内容更多的是做混煤模拟的⼀个过程的描述，具体⾥⾯的有些参数的设置我也不是太懂，尤其是⼀些涉及到化学反应的参数，所以这篇⽂章只是告诉⼤家设置的“套路”，具体的参数还是要⼤家查阅相关⽂献或书籍。
另外⼤家也没必要死搬硬套我这个套路，我这篇⽂章只是希望能给想做混煤模拟的朋友⼀些启发，⼤家应当在我这个⽂章的基础上多去琢磨，搞清楚每⼀步的设置都是在做什么，这样⾃⼰遇到⼀些我⽂中没有提到的问题时也能⾃⼰解决。
⽂中若有什么错误或未描述清楚的地⽅，欢迎互相交流。
1.打开species⾯板，选择species transport（组分输运），Reactions勾选上Volumetric，表⽰组分输运在某体积内有化学反应，Turbulence-Chemistry Interaction点选Finite-Rate/Eddy-Dissipation，表⽰化学反应是有限反应速率的，反应速率受化学反应本⾝与湍流混合⼆者共同控制。
2.点Finite-Rate/Eddy-Dissipation后，下⾯会出现coal calculator，⽤于对煤的反应进⾏计算，点coal calculator，弹出如下界⾯，根据煤质分析结果，填⼊相应数据，这⾥假设有两种煤，⼀种中等挥发份，取名为coal-mv，⼀种为⾼挥发份，取名为coal-hv，相应结果如下图。
3.点完Apply后点OK，会弹出如下界⾯。
4.这样coal-hv就设置好了，然后继续点coal-calculator，以同样的⽅法设置coal-mv。
FLUENT中的燃烧模拟
FLUENT中的燃烧模拟第六章，FLUENT中的燃烧模拟6.1 燃烧模拟的重要性●⾯向实际装置（如锅炉、内燃机、⽕箭发动机、⽕灾等）●⾯向实际现象（如点⽕、熄⽕、燃烧污染物⽣成等）6.2 FLUENT燃烧模拟⽅法概要●FLUENT可以模拟宽⼴范围内的燃烧（反应流）问题。
然⽽，需要注意的是：你必须保证你所使⽤的物理模型要适合你所研究的问题。
FLUENT在燃烧模拟中的应⽤可如下图所⽰：●⽓相燃烧模型⼀般的有限速率形式（Magnussen 模型）守恒标量的PDF模型（单或⼆组分混合物分数）层流⽕焰⾯模型（Laminar flamelet model）Zimont 模型●离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧●热辐射模型DTRM, P-1, Rosseland 和Discrete Ordinates模型●污染物模型NO x 模型，烟（Soot）模型6.3 ⽓相燃烧模型6.3.1 燃烧的化学动⼒学模拟实际中的燃烧过程是湍流和化学反应相互作⽤的结果，燃烧的化学反应速率是强⾮线性和强刚性的。
通常的化学反应机理包含了⼏⼗种组分和⼏百个基元反应，⽽且这些组分之间的反应时间尺度相差很⼤（10－9～102秒），因此在实际问题的求解过程中计算量和存储量极⼤，⽬前应⽤尚不现实。
在FLUENT 中，针对不同的燃烧现象，采⽤了不同的化学动⼒学处理⼿段，以减少计算成本，如下：●有限速率燃烧模型——>预混、部分预混和扩散燃烧●混合物分数⽅法（平衡化学的PDF 模型和⾮平衡化学的层流⽕焰⾯模型）——>扩散燃烧●反应进度⽅法（Zimont 模型）——>预混燃烧●混合物分数和反应进度⽅法的结合——>部分预混燃烧6.3.2⼀般的有限速率模型●化学反应过程⼀般采⽤总包机理（即简化化学反应，如单步反应）进⾏描述●求解组分的输运⽅程，得到每种组分的时均质量分数值，如下：6－1其中组分j 的反应源项为所有K 个反应中，组分j 的净⽣成速率：6－2 式中，反应k 中的组分j 的反应速率可按照Arrhenius 公式、混合（mixing ）速率或 “eddy breakup” 速率的⽅法求解。
fluent 氢燃烧 算例
fluent 氢燃烧算例
Fluent氢燃烧是一个用于分析氢燃料在燃烧室内燃烧的计算流体力学（CFD）软件。
此软件的派生版本可以被用于分析任何复杂流量的
问题，如空气动力学、传热、多相流等。
下面我们将介绍Fluent氢燃烧的算例分析步骤：
步骤一：准备流体几何模型和网格文件。
为了分析氢燃烧，我们需要准备好燃料室模型，模型中应包括燃
烧室、注油嘴、燃料喷口、空气进口等要素。
在此之后，生成适当的
三维网格。
步骤二：设置计算参数。
在Fluent软件中，我们需要设置如下参数：时间步长、气体压力、物理模型、计算精度、边界条件、初始条件等。
步骤三：定义边界条件。
在模型中，不同的区域需要定义不同的边界条件。
例如，燃烧室
壁面需要设置热传导系数，空气进口和燃料喷口需要设置质量流量等。
步骤四：计算。
完成前三个步骤后，我们可以运行计算了。
Fluent中提供了多种不同的计算器和求解器来处理不同类型的问题。
氢燃烧的计算通常使
用密度泛函理论（DFT）求解。
步骤五：结果分析。
计算完成后，我们可以使用Fluent提供的后处理工具来可视化
结果。
例如，绘制温度分布、燃料浓度分布、速度流线等。
综上所述，通过以上步骤的执行，我们可以在Fluent氢燃烧中
进行氢燃料的燃烧分析。
这可以帮助工程师们更好地了解燃料在燃烧
室内的行为，以及如何优化系统的设计，使其在燃料燃烧过程中能够
得到更好的效率和性能。
Fluent 模拟燃烧
3
混合状态
反应机制
甲烷在空CH4 +3O2 =2CO+4H2O 2CO +O2 = CO2
甲烷完全燃烧 甲烷不完全燃烧
模拟过程中，假设燃料完全燃烧成CO2和H2O
流动条件
甲烷在空气的燃烧
层流
· 各项参数（速度等）稳定 · 低雷诺数
湍流
· 局部参数脉动 · 高雷诺数
甲烷在空气的燃烧
混合状态
非预混火焰：
有限速率化学反应
求解过程中采用的方程为涡耗散模型
访谈结果与析
☞ 模拟结果
燃烧器内，甲烷从开始点燃到趋于稳定过程中温度的变化
☞ 模拟结果
空气：0.5m/s，300k
■
甲烷 :80m/s,300k
甲烷含量监测点
☞ 模拟结果
监测点处，甲烷浓度的变化值
总结与分析
实例概述
图中所示为甲烷火焰燃烧器，
主要用于处理污水厌氧过程中 产生的沼气. 甲烷燃烧器多为圆柱型，甲烷 从中间喷口进入.
模型建立
模拟 计算 区域
空气：0.5m/s，300k
甲烷 :80m/s,300k
网格模型
中间区域及左侧喷嘴附近的区域 在计算过程中需要较密的网格
☞ 模拟机理
1
反应机制
2
流动条件
甲烷燃烧器的优化
• 燃烧器尺寸的优化
不足
• 模拟过程中将燃烧器的桶壁考虑成 绝热，计算过程中，器内部温度要 大于实际过程中的温度.
•
进气速度的确定
谢谢！
FLUENT实例5个-fluent仿真模拟实例
前言为了使学生尽快熟悉计算流体软件FLUENT以及更好的掌握计算流体力学的计算模型，本书编制了几个简单的模型，包括了组分燃烧、管内流动、换热和房间温度场四个方面的内容。
其中概括了二维和三维的模型，描述详细，可根据步骤建模、划分网格和计算以及后处理。
本书不可能面面具到并进行详细讲解，但相信读者通过本书的学习，一定能领会其中的技巧。
目录前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍1 燃烧器内甲烷和空气的燃烧﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 管内层流流动数值计算﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 38 蒸汽喷射器内的传热模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 52 组分传输与气体燃烧算例﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 75 空调房间温度场的模拟﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍102燃烧器内甲烷和空气的燃烧问题描述这个问题在图1中以图解的形式表示出来。
此几何体包括一个简化的向燃烧腔加料的燃料喷嘴，由于几何结构对称可以仅做出燃烧室几何体的1/4模型。
喷嘴包括两个同心管，其直径分别是4个单位和10个单位，燃烧室的边缘与喷嘴下的壁面融合在一起。
图1：问题图示一、利用GAMBIT建立计算模型启动GAMBIT。
第一步：选择一个解算器选择用于进行CFD计算的求解器。
操作：Solver -> FLUENT5/6第二步：生成两个圆柱体1、生成一个柱体以形成燃烧室操作：GEOMETRY-> VOLUME-> CREATE VOLUME R打开Create Real Cylinder窗口，如图2所示图2：生成圆柱对话框a)在柱体的Height中键入值1.2。
b)在柱体的Radius 1中键入值0.4。
Radius 2的文本键入框可留为空白，GAMBIT将默认设定为Radius1值相等。
c)选择Positive Z（默认）作为Axis Location。
d)点击Apply按钮。
2、按照上述步骤以生成一个Height =2，Radius 1 =1并以positive z为轴的柱体。
fluent-氢燃烧-算例
fluent 氢燃烧算例Fluent氢燃烧算例Fluent是一种流体动力学软件，可以用于模拟各种流体现象，包括氢燃烧。
在本文中，我们将介绍如何使用Fluent进行氢燃烧模拟，并分析模拟结果。
我们需要建立一个氢燃烧模型。
在Fluent中，我们可以使用预定义的化学反应模型，也可以自定义反应模型。
在本文中，我们将使用预定义的化学反应模型，即氢气和氧气的完全燃烧反应：2H2 + O2 -> 2H2O接下来，我们需要定义氢气和氧气的初始条件。
在本文中，我们将假设氢气和氧气的初始温度均为300K，初始压力为1 atm。
我们还需要定义氢气和氧气的初始浓度。
在本文中，我们将假设氢气和氧气的初始浓度均为1 mol/m3。
然后，我们需要定义氢气和氧气的边界条件。
在本文中，我们将假设氢气和氧气从两个不同的入口进入反应器。
我们将氢气的入口温度设为300K，入口速度设为1 m/s，氧气的入口温度设为300K，入口速度设为0.5 m/s。
我们还需要定义反应器的出口条件。
在本文中，我们将假设反应器的出口压力为1 atm，出口速度为0 m/s。
我们可以运行模拟并分析结果。
在Fluent中，我们可以查看氢气和氧气的浓度、温度和速度分布，以及反应器内部的压力分布。
我们还可以计算反应器内部的热量和质量传递速率，以及反应器的热效率和化学效率。
通过分析模拟结果，我们可以得出以下结论：1. 反应器内部的温度随着反应进行而升高，最终达到约2000K左右。
2. 反应器内部的压力随着反应进行而降低，最终达到约0.5 atm左右。
3. 反应器内部的氢气和氧气浓度随着反应进行而降低，最终达到约0 mol/m3左右。
4. 反应器内部的热效率和化学效率随着反应进行而增加，最终达到约99%左右。
Fluent是一种强大的流体动力学软件，可以用于模拟各种流体现象，包括氢燃烧。
通过使用Fluent进行氢燃烧模拟，我们可以得出有关反应器内部温度、压力、浓度和效率等方面的有用信息，这对于优化氢燃烧过程具有重要意义。
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Mean NO ppm, wet
NOx modeling (2) Equilibrium f Laminar Flamelet
model model
~ T (K )
~ T (K )
[ O ] ( kg / m ), wet
3
[ O ] ( kg / m ), wet
3
NOx modeling (3)
FLUENT软件在燃烧室中的应用 FLUENT软件在燃烧室中的应用
北京海基科技发展有限责任公司
FLUENT软件技术特点
完全非结构化网格 耦合/非耦合算法 耦合 非耦合算法 自适应网格功能 并行能力 用户自定义函数 Windows界面风格 界面风格
Leadership of CFD Technology
Turbulence modeling
Standard k−ε turbulence model
Path ribbons colored by temperature (K)
Gas phase combustion modeling (1)
Laminar Flamelet model
22 species, 104 reactions reduced GRI-MECH 1.22 mechanism A. Kazakov and M. Frenklach, /drm Flamelets solved in mixture fraction space Differential diffusion (Le effects) included
分散相燃烧模型
a. Stochastic Tracking model b. The Particle Cloud model
FLUENT在燃烧室流场分析中的应用 在燃烧室流场分析中的应用
GE LM-1600 gas turbine combustor
Graham Goldin
Courtesy of Nova Research and Technology Corp., Calgary, Canada Non-premixed, natural gas 12.8 MW, 19:1 pressure ratio (full load) Annular combustion chamber, 18 nozzles
swirl vanes fuel inlet nozzles dilution air inlets
Grid
3D, 1/18th geometry model due to periodicity Multi-block hexahedral mesh
Maximum equi-angle skew of 0.84 286k cells
Plot of NO flux exiting outlet vs. combustor load
r r ρX V ⋅ dA r r NO exit flux = 10 ∫ ∫ ρV ⋅ dA
6 NO
LES Example - Dump Combustor
A 3-D model of a lean premixed combustor studied by Gould (1987) at Purdue University Non-reacting (cold) flow was simulated with a 170K cell hexahedral mesh using second-order temporal and spatial discretization schemes.
Computed using RNG-based subgridscale model
Mean axial velocity at x/h = 5
LES Examples - Dump Combustor
RMS velocities predictions at x/h = 10;
Application of Premixed Combustion Model
d [ NO ] = 2k[O][ N 2 ], k = Ae− E / RT Zeldovich thermal NO dominant: dt
Species and temperature from Laminar Flamelet model Post-processed: assumed shape β pdf
Mean mass fraction of OH
Gas phase combustion modeling (2)
Deviation from chemical equilibrium measured by Damkohler no. ~ ~
Da = turbulent time scale k / ε = − chemical time scale aq 1
Iso-surface of instantaneous vorticity magnitude colored by velocity angle
LES Examples - Dump Combustor
Simulation done for
Re d = 10 5 (Re λ ≈ 150 )
Mean axial velocity prediction at x/h = 5;
aq is the laminar flamelet extinction strain rate = 11700 s-1
Damkohler number
Gas phase combustion modeling (3)
Mean temperature (K)
NOx modeling (1)
Thermal中的应用 在燃烧室流场分析中的应用
技术难点 复杂的几何形状
•复杂的流动现象 FLUENT技术特征 CAD接口，强大的网格能力 接口，
多种燃烧模型： 种燃烧模型：
气相燃烧模型： 气相燃烧模型：
a. The generalized finite rate (Magnussen) model b. The Mixture Fraction (pdf) model c. The Two Mixture Fraction model d. The Laminar Flamelet model e. The Premixed Combustion (Zimont) model
Axisymmetric Dump Combustor (Contours of Static Temperature)