fluent仿真速率燃烧模型

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fluent中的heat release rate-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

热释放速率在燃烧领域中扮演着至关重要的角色，它是描述燃烧过程中能量释放速率的重要参数。热释放速率的准确模拟可以帮助我们更好地理解燃烧现象，并优化工程设计。Fluent是一款流体力学仿真软件，可以用来模拟各种流体现象，包括燃烧过程。本文将重点探讨在Fluent中如何模拟热释放速率，以及其在燃烧领域中的应用和意义。通过深入研究和分析，我们可以更好地利用Fluent软件进行燃烧仿真，并为工程实践提供更好的支持和指导。

1.2文章结构

1.2 文章结构

本文分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分，首先对文章的主题进行了概述，介绍了研究的背景和意义。接着对文章的结构进行了概述，简要说明了各部分的内容和逻辑关系。最后阐明了本文研究的目的，指明了对Fluent中的heat release rate进行深入探讨的意义。

正文部分主要分为三个小节。首先介绍了Fluent软件的基本情况，包括其特点、应用领域和优势。然后重点讨论了燃烧模拟中的heat release rate的重要性，分析了其在燃烧过程中的作用和意义。最后详细介绍了在Fluent中进行heat release rate模拟的方法和步骤，包括模型选择、边界条件设定和求解器设置等方面。

结论部分对全文进行了总结，强调了对Fluent中heat release rate 研究的重要性和必要性。同时展望了未来在该领域的研究方向和发展前景。最后，通过对全文的回顾和思考，对本文的研究成果进行了总结，并提出了对读者的建议和思考。

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。

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fluent算例模拟燃烧

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧

问题描述：长为2m、直径为的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为 m，高 m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为 m、长为 m、壁厚为 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是(甲烷含量超过空气约28%)，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O

反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件

2、使用非耦合求解器求解燃烧问题

3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果

4、利用分布云图检查反应流的计算结果

5、预测热力型和快速型的NO X含量

6、使用场函数计算器进行NO含量计算

一、利用GAMBIT建立计算模型

第1步启动GAMBIT，建立基本结构

分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹

在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。(2)启动GAMBIT

(3)创建对称轴

①创建两端点。A(0,0,0)，B(2,0,0)

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

Fluent燃烧模型

Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍：一、气相燃烧模型· 有限速率模型这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理。反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。应用领域：该模型可以模拟大多数气相燃烧问题，在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。PDF模型该模型不求解单个组分输运方程，但求解混合组分分布的输运方程。各组分浓度由混合组分分布求得。 PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。该模型不要求用户显式地定义反应机理，而是通过火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理，因此比有限速率模型有更多的优势。应用领域：该模型应用于非预混燃烧（湍流扩散火焰），可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。非平衡反应模型层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展，从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时，典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。应用领域：该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET的燃烧问题。预混燃烧模型该模型专用于燃烧系统或纯预混的反应系统。在此类问题中，充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开。通过求解反应过程变量来预测火焰面的位置。湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。应用领域：该模型可以用来模拟飞机加力燃烧室中的复杂流场模拟、气轮机、天然气燃炉等。二、分散相燃烧模型除了可以模拟各种气相燃烧问题以外，FLUENT5还提供了模拟分散相燃烧问题(液体燃料燃烧、喷射燃烧、固体颗粒燃烧等)的燃烧模型：在拉格朗日坐标下，模拟分散相（包括固体颗粒/油滴/气泡等）在瞬态和稳态下的运动轨迹多种球形和非球形粒子的曳力规律线性分布或Rosin-Rammler方程的粒子大小分布连续相的湍流效应对粒子传播的影响分散相的加热/冷却液滴的汽化和蒸发燃烧粒子，包括油滴的挥发过程和焦碳的燃烧连续相与分散相的耦合模拟油滴在湍

第三章fluent仿真有限速率燃烧模型ppt课件

• 快速燃烧假设：化学反应速率与湍流混合（扩散）速率相比无穷快，即湍流燃烧过程由燃料和氧化剂的混合过程控制。
• 整体反应速率由湍流混合控制； • Damkohiler数：
涡耗散模型概述
• 非预混火焰中：湍流“缓慢地”通过对流作用，使燃料和氧化剂进入反应区，在反应区内快速地燃烧；
• 非预混火焰中：湍流作用使冷的反应物和热的生成物进入反应区，在反应区快速地燃烧；
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反应r中每种反应物或生成物j的正向反应速度指数
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反应r中每种反应物或生成物j的逆向反应速度指数
三种特殊情况
• 2、第三体的影响
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的影响，过于粗糙。
涡耗散模型理论
反应速率计算（取较小者）
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YP：产物的质量分数

Fluent燃烧模型

FLUENT软件的燃烧模型介绍Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍：一、气相燃烧模型· 有限速率模型这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理。反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。应用领域：该模型可以模拟大多数气相燃烧问题，在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。PDF模型该模型不求解单个组分输运方程，但求解混合组分分布的输运方程。各组分浓度由混合组分分布求得。 PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。该模型不要求用户显式地定义反应机理，而是通过火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理，因此比有限速率模型有更多的优势。应用领域：该模型应用于非预混燃烧（湍流扩散火焰），可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。非平衡反应模型层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展，从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时，典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。应用领域：该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET的燃烧问题。预混燃烧模型该模型专用于燃烧系统或纯预混的反应系统。在此类问题中，充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开。通过求解反应过程变量来预测火焰面的位置。湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。应用领域：该模型可以用来模拟飞机加力燃烧室中的复杂流场模拟、气轮机、天然气燃炉等。二、分散相燃烧模型除了可以模拟各种气相燃烧问题以外，FLUENT5还提供了模拟分散相燃烧问题(液体燃料燃烧、喷射燃烧、固体颗粒燃烧等)的燃烧模型：在拉格朗日坐标下，模拟分散相（包括固体颗粒/油滴/气泡等）在瞬态和稳态下的运动轨迹多种球形和非球形粒子的曳力规律线性分布或Rosin-Rammler方程的粒子大小分布连续相的湍流效应对粒子传播的影响分散相的加热/冷却液滴的汽化和蒸发燃烧粒子，包括油滴的挥发过程和焦碳的燃烧连续相与分

Fluent燃烧模型

一、气相燃烧模型

·有限速率模型

这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理。反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。应用领域：该模型可以模拟大多数气相燃烧问题，在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

PDF模型

该模型不求解单个组分输运方程，但求解混合组分分布的输运方程。各组分浓度由混合组分分布求得。PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。该模型不要求用户显式地定义反应机理，而是通过

火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理，因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域：该模型应用于非预混燃烧（湍流扩散火焰），可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

非平衡反应模型

层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展，从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时，典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。

应用领域：该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET的燃烧问题。

fluent燃烧简介

FLUENT燃烧简介

FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要

燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。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在模拟燃烧中的应用可如下图所示：

图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型

1.1.1 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(单或二组分混合分数)

层流火焰面模型(Laminar flamelet model)

Zimount 模型

1.1.2 离散相模型

煤燃烧与喷雾燃烧

1.1.3 热辐射模型

DTRM，P-1，Rosseland 和Discrete Ordinates 模型

1.1.4 污染物模型

NOx模型，烟(Smoot)模型

2.1气相燃烧模型

·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

2.2.1 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。

Fluent软件的燃烧模型介绍

FLUENT软件的燃烧模型介绍

一、气相燃烧模型

·有限速率模型

这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理。反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。

应用领域：该模型可以模拟大多数气相燃烧问题，在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

∙PDF模型

该模型不求解单个组分输运方程，但求解混合组分分布的输运方程。各组分浓度由混合组分分布求得。PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。该模型不要求用户显式地定义反应机理，而是通过火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理，因此比有限速率模型有更多的优势。

∙非平衡反应模型

应用领域：该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET的燃烧问题。

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

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

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。

FLUENT算例 9模拟燃烧

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧

问题描述:长为2m、直径为0、45m的圆筒形燃烧器结构如图1所示,燃烧筒壁上嵌有三块厚为0、0005 m,高0、05 m的薄板,以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为0、01 m、长为0、01 m、壁厚为0、002 m的小喷嘴,甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以0、5 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约就是0、76(甲烷含量超过空气约28%),甲烷气体在燃烧器中高速流动,并与低速流动的空气混合,基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5、7×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O

反应过程就是通过化学计量系数、形成焓与控制化学反应率的相应参数来定义的。利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷与空气的混合物的流动与燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型,选择材料属性,定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件

2、使用非耦合求解器求解燃烧问题

3、对燃烧组分的比热分别为常量与变量的情况进行计算,并比较其结果

4、利用分布云图检查反应流的计算结果

5、预测热力型与快速型的NO X含量

6、使用场函数计算器进行NO含量计算

一、利用GAMBIT建立计算模型

第1步启动GAMBIT,建立基本结构

分析:圆筒燃烧器就是一个轴对称的结构,可简化为二维流动,故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了,几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹

在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

FLUENT算例 (9)模拟燃烧

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧

问题描述：长为2m、直径为0.45m的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为0.0005 m，高0.05 m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。燃烧火焰为湍流扩散火焰。在燃烧器中心有一个直径为0.01 m、长为0.01 m、壁厚为0.002 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。空气从喷嘴周围以0.5 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是0.76(甲烷含量超过空气约28%)，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5.7×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件

2、使用非耦合求解器求解燃烧问题

3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果

4、利用分布云图检查反应流的计算结果

5、预测热力型和快速型的NO X含量

6、使用场函数计算器进行NO含量计算

一、利用GAMBIT建立计算模型

第1步启动GAMBIT，建立基本结构

分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹

在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

Fluent软件的燃烧模型介绍(精)

Fluent软件的燃烧模型介绍

Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍:

一、气相燃烧模型

·有限速率模型

这种模型求解反应物和生成物输运组分方程,并由用户来定义化学反应机理。反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。

应用领域:该模型可以模拟大多数气相燃烧问题,在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

PDF模型

该模型不求解单个组分输运方程,但求解混合组分分布的输运方程。各组分浓度由混合组分分布求得。PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。在该模型中,用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。该模型不要求用户显式地定义反应机理,而是通过火焰面方法(即混即燃模型或化学平衡计算来处理,因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰,可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

非平衡反应模型

层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展,从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时,典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。

应用领域:该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET 的燃烧问题。

FLUENT算例-(9)模拟燃烧

计算流体力学作业FLUENT模拟燃烧

1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为0.0005 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度进入燃烧器。总当量比大约是0.76(甲烷含量超过空气约28%),甲烷气体在燃烧器中高速流动, 并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为5.7 ×103o

假定燃料完全燃烧并转换为CH4+2θ2fCO2+2H2O

反应过程是通过化学计量系数、形成焰和控制化学反应率的相应参数来定义的。利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件

2、使用非耦合求解器求解燃烧问题

3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果

4、利用分布云图检查反应流的计算结果

5、预测热力型和快速型的NoX含量

6、使用场函数计算器进行No含量计算

一、利用GAMBlT建立计算模型

第1步启动GAMBIT,建立基本结构

分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹

在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

(2)启动GAMBΓΓ

(3)创建对称轴

①创建两端点。A(0,0,0), B(2,0, 0)

②将两端点连成线

(4)创建小喷嘴及空气进口边界

(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口

②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制，距离为板高度0.05。

③连接GH、H0、OPʌ PK IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、

fluent仿真速率燃烧模型

fluent中的heat release rate-概述说明以及解释

fluent 燃烧 算例

fluent算例模拟燃烧

FLUENT中的燃烧模拟

Fluent燃烧模型

第三章fluent仿真有限速率燃烧模型ppt课件

Fluent燃烧模型

Fluent燃烧模型

fluent燃烧简介

Fluent软件的燃烧模型介绍

FLUENT中的燃烧模拟

fluent-氢燃烧-算例

FLUENT算例 9模拟燃烧

FLUENT算例 (9)模拟燃烧

Fluent软件的燃烧模型介绍(精)

FLUENT算例-(9)模拟燃烧

fluent 燃烧算例