FLUENT算例

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧 组分传输与气体燃烧 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 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NOX 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combu stion 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) ② 将两端点连成线 (4) 创建小喷嘴及空气进口边界 ① 创建C、D、E、F、G点 C D E F G x 0 0.01 0.01 0 0 y 0.005 0.005 0.007 0.007 0.225 ② 连接 AC、CD、DE、DF、FG。 (5) 创建燃烧筒壁面、隔板和出口 ① 创建H、I、J、K、L、M、N 点（y 轴为 0.225，z 轴为 0）。 H I J K L M N x 0.500 0.505 1.000 1.005 1.500 1.505 2.000 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、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。 (6) 创建流域 将以上闭合线段创建为面。 第 2 步 对空气进口边界进行网格划分 （1） 划分甲烷进口边界为等距网格 ① 点击 Edges 右侧黄色区域 ②...