Fluent多相流模型选择与设定

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在一个面(既可以是区域面(zone surface)也可以是在Surface 菜单中定义的表面)上抛撒颗粒,应该创建一个面射流源(若用户创建了面射流源,颗粒流将在所设定面上的每个子面被抛撒出去)。在三维情况下,用户可以使Plane Surface 面板中的Bounded 和Sample Points 选项来创建一个关于颗粒的矩形网格射流源。

若上述的射流源类型不能表示出用户所需要设定的射流源,那么,也可以从外部文件中读取数据获得颗粒的初始条件(颗粒位置、速度、直径以及质量流率)。这个文件应具有下列形式:((x y z u v w 直径温度质量流率)名称)。

**2.颗粒类型

当设定一系列初始条件时,用户还应该定义颗粒类型。可以使用的颗粒类型依赖于用户在Models 之类面板中已经设定好的物理模型类型。

惯性颗粒(``inert'')是服从力平衡以及受到加热/冷却影响的一种离散相类型(颗粒、液滴或气泡)。在FLUENT 任何模型中,惯性颗粒总是可选的。

液滴(``droplet'')是一种存在于连续相气流中的液体颗粒。它服从力的平衡并受到加热/冷却的影响。只有传热选项被激活并且至少两种化学组份在计算中是被激活的,或者已经选择了非预混燃烧或部分预混燃烧模型,液滴类型才是可选的。当选择了液滴类型之后,用户应该使用理想气体定律来定义气相密度(在Materials panel,面板里)。

燃烧(``combusting'')颗粒是一种固体颗粒,在Set Injection Properties panel 面板中选定Wet Combustion 选项,用户可以在燃烧颗粒中包含有可蒸发物质。只有在模型中包含有热量的转移过程并且至少声明三种以上的化学组分或者使

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用了非预混燃烧模型,燃烧类型颗粒才是可选的。选定燃烧类型颗粒之后,用户不需使用理想气体定律来定义气相密度(在Materials panel 面板里)

3.创建、复制、删除、列出射流源(Creating, Copying, Deleting, and Listing Injections)用户可以使用 Injections panel 面板来建、复制、删除、列出射流源。

Define Injections...

4.定义射流源属性

在创建射流源之后,用户可以使用Set Injection Properties panel面板来设定射流源的属性。(当用户创建新的射流源、或者是在选定某个射流源之后点击Set...按钮,这个面板就会自动弹出)

(1)在下拉列表框中选定射流源类型。前面介绍了这十种射流源选项(( single, group,cone, surface , plain-orifice -atomizer, pressure -swirl-atomizer, air-blast-atomizer,flat-fan-atomizer, effervescent-atomizer, and file )。

需要注意的是,当用户选定了某种射流雾化模型之后,必须在Materials 面板中设定粘度和液滴表面张力。

!!当用户使用滑移或变形网格时,由于表面射流源与之不兼容,所以不能使用(surfaceinjections)。

(2)若定义single 射流源,请跳过此步。对于group, cone 或任一种喷嘴类型(atomizer)射流源,请在相应的类型内设定颗粒流数目(Number of Particle Streams)。若定义表面射流源,请在Release From Surfaces 列表框中选择释放颗粒的表面。若从文件中读取射流源的信息,请在Set Injection Properties panel

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面板底部点击File...按钮,然后在弹出的文件选择对话框中选定文件。 (3)在Particle Type 颗粒类型选项中选定Inert, Droplet, or Combusting (4)在Material 下拉列表中选定颗粒的介质。若用户是第一次创建此种类型颗粒,那么,颗粒介质可在数据库中预设的各种介质中任意设定;若已经创建有颗粒,那么,只有创建好的颗粒的介质是可选的。用户可以通过从数据库中直接复制或自己创建其他类型的颗粒介质

(5) 若颗粒类型为Inert,请跳过此步。若定义Droplet 颗粒,请在Evaporating Species(蒸发组分)下拉列表框下选定气相组分。若定义的是Combusting 燃烧类型颗粒,可在Devolatilizing Species 下拉列表框下选定气相组分,参与焦炭表面燃烧反应(定律5)的气相组分列于Oxidizing Species(氧化剂组分)列表中,有表面反应生成的气相组分则列于ProductSpecies(生成物组分)列表中。需要注意的是,对于选定的燃烧颗粒介质,如果燃烧模型为multiple-surface -reaction 多表面异相反应模型,那么,由于化学反应计量比在混合介质中已经被确定,所以Oxidizing Species 与Product Species 列表将变灰(不可选)。

(6) 点击Point Properties 菜单条(缺省选项),然后设定射流源属性(位置、速度、颗粒直径、温度、若需要的话,还可设定颗粒质量流量以及其它的与喷嘴相关的参数),关于如何设置,下面将要讲解。

(7)若流动为湍流并且希望考虑湍流对颗粒的影响,可点击Turbulent Dispersion 菜单项,激活Stochastic Model 或Cloud Model 选项,并设定相应的参数。 (8)若燃烧颗粒包含有可蒸发成分,点击Wet Combustion 菜单项,选定Wet Combustion选项,然后在Liquid Material 下拉列表框中选定颗粒挥发分析出之前从颗粒蒸发(沸腾)出来的介质组分。也可以通过在Liquid Fraction 下输入数

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值来设定液体组分的体积分数。最后,在面板顶部的Evaporating Species 下拉列表中选定由蒸发、沸腾定律确定的气相组分。

5. 平口雾化喷嘴的点属性设定(plain-orifice atomizer)

对于平口雾化喷嘴,用户需要在Point Properties 下设定如下的初始条件: 位置:在X-, Y-, and Z-Position 文本框区可以设定射流的沿直角坐标的三向位置(在三维情况下才会有Z-Position 出现)

速度:在X-, Y-, and Z- Velocity 文本框区可以设定射流初始速度沿直角坐标的三向分量(在三维情况下才会有Z- Velocity 出现)

轴的方向(仅适用于三维):设定确定喷嘴轴线方向的三个分量,在X-Axis, Y-Axis, andZ-Axis 区设定。

温度:在Temperature 区可设定喷射颗粒流的初始颗粒(绝对)温度。 质量流率:可在Flow Rate 区设定喷嘴的颗粒质量流量。

射流持续时间:对于非稳态颗粒跟踪计算,在Start Time 和Stop Time区设定喷射的开始与结束时间。

蒸气压:设定控制通过喷嘴内部流动的蒸气压,在Vapor Pressure区设定。 直径:设定喷嘴直径,在Injector Inner Diam.区设定。 喷嘴长度:设定喷嘴的长度,在Orifice Length 区设定。

内台阶角半径(导角半径):设定喷嘴内台阶处的导角半径,在CornerRadius of Curv.区设定。

喷嘴参数:设定射流角修正系数,在Constant A 区设定。

方位角:设定三维情况下的喷嘴方位开始角与结束角,在Azimuthal Start

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