Fluent多相流模型选择与设定

-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。

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??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 Angle andAzimuthal Stop Angle 区设定。

6. 压力-旋流雾化喷嘴的点属性设定(pressure-swirl atomizer)

对于压力-旋流雾化喷嘴,用户的很多设定项与平口雾化喷嘴设定相同。除了设定位置、轴线方向(三维)、温度、质量流量、射流持续时间(非稳态)、射流内半径以及方位角(若需要)。还需要在Point Properties 下设定如下的参数:

??射流角:在Spray Half Angle 区下设定射流喷射半角 ??压力:在Upstream Pressure 区下设定喷嘴上游压力

??液膜破碎常数:设定确定液膜破碎时形成的线状液膜长度的一个经验常数,在Sheet Constant 区设定。

??线状液膜直径:对于短波,确定液膜破碎波长与线状液膜半径之间的线形比例关系的比例常数,在Ligament Constant 区设定。 7. 空气辅助雾化喷嘴的点属性设定(air-blast atomizer)

对于空气辅助雾化喷嘴,用户需要的许多设定项与平口雾化喷嘴的设定相同。除了需要设定位置、轴线方向(三维)、温度、质量流量、射流持续时间(非稳态)、喷嘴内半径以及方位角(若需要的话)之外,还需要在Point Properties:区下设定其他参数:

??喷嘴外半径:在Injector Outer Diam.区下设定射流的外部半径。此数值与喷嘴内部半

径共同确定了液膜厚度。

??射流角:设定射流离开喷口时的液膜初始轨道,在Spray HalfAngle 区设定。 ??相对速度:设定液膜与空气之间的最大相对速度,在Relative Velocity 区设定。

??液膜破碎常数:设定确定液膜破碎时形成的线状液膜长度的一个经验常数,

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在Sheet Constant 区设定。

??线状液膜直径:对于短波,确定液膜破碎波长与线状液膜半径之间的线形比例关系的比例常数,在Ligament Constant 区设定。

8. 平板扇叶雾化喷嘴的点属性设定(flat-fan atomizer)

平板扇形雾化模型仅适用于三维情况。用户需要在Point Properties 下设定如下的初始条件:

??扇叶中心点:设定射流源起始位置的三向坐标值,在X-Center,Y-Center, and Z-Center 区设定。 ??虚点位置:设定喷嘴扇叶的各边的虚拟交叉点,在X-Virtual Origin,Y-Virtual Origin, and Z-Virtual Origin 区设定。

??垂直方向:设定垂直扇叶的向量各个分量,在X-Fan Normal Vector, Y-Fan Normal

Vector, and Z-Fan Normal Vector 区设定。

??温度:设定颗粒流的温度,在Temperature 区设定。 ??质量流量:设定喷嘴的质量流量,在Flow Rate 区设定。

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

??射流角:在Spray Half Angle 区下设定射流喷射半角。

??喷口宽度:设定喷口垂直方向的宽度,在Orifice Width 区设定。

??液膜破碎常数:设定确定液膜破碎时形成的线状液膜长度的一个经验常数,在Flat Fan Sheet Constant 区设定。

9.气泡雾化喷嘴的点属性设定

对于气泡雾化喷嘴,用户需要的许多设定项与平口雾化喷嘴的设定相同。除了前面介绍的需要设定位置、轴线方向(三维)、温度、质量流量(包括空穴与非空穴流量)、射流持续时间(非稳态)、蒸汽压、喷嘴内半径以及方位角(若需要的话)之外,还需要在PointProperties:区下设定其他参数:

??混合情况参数:设定射流中液-气混合物中已蒸发的液滴质量分数,在Mixture Quality 区设定。

??饱和温度:设定可挥发成分的饱和温度,在Saturation Temp.区设定。 ??液滴扩散系数:设定控制液滴在空间扩散性能的扩散系数,在Dispersion Constant 区设定

??射流角:设定液膜离开喷口时的初始轨道方向角,在Maximum Half Angle 区设定。

8. 模拟颗粒湍流扩散

可以选择随机跟踪或颗粒云模型来模拟颗粒的湍流扩散。

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**(1)随机跟踪

对于湍流,若用户希望使用随机跟踪方法,那么,必须激活此选项,并且设定跟踪次数(the``number of tries''.)。随机跟踪方法使用随机游走方法来考虑颗粒湍流脉动速度对颗粒的影响。

1. 在Set Injection Properties 面板中点击Turbulent Dispersion 菜单项。 2. 在Stochastic Tracking 选项下选中Stochastic Model 以激活随机跟踪方法。

3. 设定跟踪次数(Number Of Tries):

??若输入零,那么,FLUENT 使用连续相的时均速度来计算颗粒轨道,因此,计算中忽略了湍流对颗粒轨道的影响。

??若输入为大/等于1 的数值,那么,FLUENT 在计算颗粒轨道时,将考虑湍流对颗粒的影响。若输入数值大于1,将多次计算颗粒轨道:输入2,则计算两次轨道;输入3。则计算三次轨道,等等。每次轨道计算,在颗粒平衡方程中都使用新的湍流脉动值。若计算足够多次颗粒轨道,那么,轨道计算中就包含有受到湍流影响的颗粒流的统计特征量。需要注意的是,对于非稳态颗粒跟踪,若激活了随机跟踪方法,那么,轨道计算次数需设定为1??。 (2)颗粒云模型

对于湍流,用户可以考虑湍流扩散对射流颗粒的影响。当使用颗粒云模型方法时,所跟踪的颗粒流轨道将是围绕着某个平均轨道的“云团”。

1. 在Set Injection Properties 面板中点击Turbulent Dispersion 菜单项。 2. 在Cloud Tracking 下选定Cloud Model 以激活颗粒云模型。

3. 设定颗粒云团的最小与最大许可半径。颗粒将以设定的最小许可半径(Min. CloudDiameter)进入流动区域。在Max. Cloud Diameter.下可设定颗粒云的最大许可半径。

用户可能会需要根据具体问题的长度尺度来限制最大许可半径以提高具有复杂几何形状结构的计算效果,因为这种情况下,在局部回流区域,颗粒流的平均轨道计算会陷入死循环。

FLUENT 中的离散相缺省边界条件为;

??壁面(wall)、对称面(symmetry)、轴对称的轴线(axis)均为``reflect''

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