基于CFX的渦流燃燒器氣體流場(chǎng)仿真分析

2016-12-21 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

CFX是一款大型通用的商業(yè)CFD(流體動(dòng)力學(xué)分析)軟件,能集成到ANSYS Workbench平臺(tái),與主流CAD系統(tǒng)和ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)產(chǎn)品形成雙向鏈接。可進(jìn)行燃燒、多相流、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜流場(chǎng)的仿真分析,被廣泛用于航空航天、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、能源、汽車、電子、生物技術(shù)、水處理、防火安全、冶金、環(huán)保等領(lǐng)域。
本文通過CFX軟件對(duì)渦流燃燒器進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬,查看燃燒器內(nèi)的溫度分布,各種反應(yīng)物和生成物的成分分布,為燃燒器的設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過本系列指導(dǎo)教程,讀者可以學(xué)會(huì)如何運(yùn)用CFX軟件,對(duì)氣體燃燒進(jìn)行仿真模擬,為燃燒器設(shè)計(jì)提供優(yōu)化理論依據(jù)。下面就如何在CFX軟件中操作進(jìn)行詳細(xì)說明。
1網(wǎng)格模型導(dǎo)入
燃料氣通過入口進(jìn)入燃燒器內(nèi),主空氣入口通過螺旋葉片進(jìn)入,輔助空氣入口進(jìn)入空氣輔助燃燒,所有物質(zhì)走出口離開燃燒器。
渦流燃燒器模型放大圖片
打開Workbench軟件,將Fluid Flow(CFX)模塊拖動(dòng)到如圖位置,松開鼠標(biāo)。
CFX模塊導(dǎo)入放大圖片
準(zhǔn)備導(dǎo)入分析模型網(wǎng)格,選擇“Mesh”,右鍵彈出對(duì)話框,選擇“Import Mesh File”,彈出對(duì)話框,選擇渦流燃燒器網(wǎng)格模型文件。
導(dǎo)入網(wǎng)格文件放大圖片
此時(shí)可看見“Imported Mesh”后面已經(jīng)打鉤,表示網(wǎng)格文件導(dǎo)入成功,再雙擊“Setup”,將網(wǎng)格模型導(dǎo)入CFX-Pre前處理模塊,在前處理模塊中將對(duì)燃燒、域、邊界條件、求解控制等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
網(wǎng)格文件導(dǎo)入成功放大圖片
2燃燒混合物屬性設(shè)置
此時(shí)網(wǎng)格模型已經(jīng)成功導(dǎo)入,可按住鼠標(biāo)中間滾輪查看模型情況。先對(duì)燃燒混合物進(jìn)行設(shè)定,點(diǎn)擊新材料生成按鈕,彈出對(duì)話框,輸入名字“Air Mixture”,單擊確定。
插入燃燒混合物放大圖片

彈出“Air Mixture”屬性設(shè)置對(duì)話框,在基本設(shè)定“Basic Setting”中的“Option”中選擇反應(yīng)混合物“Reacting Mixture”;在材料組“Material Group”中選擇氣體燃燒“Gas Phase Combustion”。
燃燒混合物基本屬性設(shè)置放大圖片
在“Reaction List”右邊點(diǎn)擊按鈕,彈出“Reaction List”,再點(diǎn)擊打開按鈕,彈出“Select Library Data to Import”對(duì)話框,選擇“Methane Air WD1 NO PDF”,點(diǎn)擊“ok”,燃燒材料列表已經(jīng)導(dǎo)入,再選擇“Methane Air WD1 NO PDF”,點(diǎn)擊“ok”,再點(diǎn)擊“ok”則“Air Mixture”中的基本設(shè)置“Basic Setting”設(shè)置完成,如圖所示。
反應(yīng)列表放大圖片
基本設(shè)置完成放大圖片

然后設(shè)置“Air Mixture”屬性欄中的混合物特性“Mixture Properties”,選擇“Mixture Properties”選項(xiàng)卡,勾選“Mixture Properties”彈出混合物特性設(shè)置;展開燃燒輻射屬性設(shè)置“Radiation Properties”,勾選輻射折射率“Refractive index”,輻射吸收系數(shù)“Absorption Coefficient”,輻射散射系數(shù)“Scattering Coefficient”三個(gè)選項(xiàng),按其中的值按照默認(rèn)設(shè)置,點(diǎn)擊“ok”確認(rèn)按鈕,到這里反應(yīng)混合物設(shè)置已經(jīng)全部完成。

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