fluent物质输送和有限速率化学反应

精品文档---下载后可任意编辑FLUENT 可以通过求解描述每种组成物质的对流、扩散和反应源的守恒方程来模拟混合和输运，可以模拟多种同时发生的化学反应，反应可以是发生在大量相（容积反应）中，和/或是壁面、微粒的表面。包括反应或不包括反应的物质输运模拟能力，以及当使用这一模型时的输入将在本章中叙述。注意你可能还希望使用混合物成分的方法（对非预混系统，在 14 章介绍）、反应进程变量的方法（对预混系统，在 15 章介绍），或部分预混方法（在 16 章介绍）来模拟你的反应系统。见 12 章 FLUENT 中反应模拟方法的概述。本章中的分为以下章节：13.1 容积反应13.2 壁面表面反应和化学蒸汽沉积13.3 微粒表面反应13.4 无反应物质输运13．1 容积反应与容积反应有关的物质输运和有限速率化学反应方面的信息在以下小节中给出：13.1.1 理论13.1.2 模拟物质输运和反应的用户输入概述13.1.3 使能物质输运和反应，并选择混合物材料13.1.4 混合物和构成物质的属性定义13.1.5 定义物质的边界条件13.1.6 定义化学物质的其他源项13.1.7 化学混合和有限速率化学反应的求解过程13.1.8 物质计算的后处理13.1.9 从 CHEMKIN 导入一个化学反应机理13.1.1 理论物质输运方程当你选择解化学物质的守恒方程时，FLUENT 通过第种物质的对流扩散方程预估每种物质的质量分数，Yi。守恒方程采纳以下的通用形式：∂∂t (ρY i)+∇⋅( ρ⃗v Y i)=−∇ ⃗J i+Ri+Si （13.1-1）其中是化学反应的净产生速率（在本节稍后解释），为离散相及用户定义的源项导致的额外产生速率。在系统中出现 N 种物质时，需要解 N-1 个这种形式的方程。由于质量分数的和必须为 1，第 N 种物质的分数通过 1 减去 N-1 个已解得的质量分数得到。为了使数值误差最小，第 N 种物质必须选择质量分数最大的物质，比如氧化物是空气时的 N2。层流中的质量扩散在方程 13.1-1 中，是物质的扩散通量，由浓度梯度产生。缺省时，FLUENT 使用稀释近似，这样扩散通量可记为：Ji=−ρDi,m∇ Y i （13.1.2）这里Di ,m 是混合物中第种物质的扩散系数。对于确定的层流流动，稀释近似可能是不能接受的，需要完整的多组分扩散。在这些例子中，可以解 Maxwell-Stefan 方程，详细情况见 7.7.2 节。湍流中的质量扩散在湍流中，FLUENT 以如下形式计算质量扩散：⃗Ji=−( ρDi ,m+ μtSct)∇ Y i (13.1.3)其中是湍流施密...