FLUENT软件的应用及其污染物生成模型分析VIP免费

Vo1．26No．3May2004文章编号：1001—6988(2004}03—0031—04FLUENT软件的应用及其污染物生成模型分析方海鑫，曾令可，王慧，程小苏，刘平安(华南理工大学材料科学与工程学院，广州510640)摘要：简要介绍了FLUENT软件及其在我国的应用，主要分析了FLUENT软件中污染物生成模型的不足之处，得出其中的污染物生成模型运用于工程问题尚可，但需要深入的研究，进一步寻找经济、合理的湍流反应模型是关键。关键词：FLUENT；污染物；NO；模拟中图分类号：TP311．5文献标识码：BApplicationofFLUENTSoftwareandAnalysisofItsModelsofContaminationFormationFANGHai—xin，ZENGLing-ke，WANGHui，CHENGXiao—Stl，LIUPing-an(MaterialCollegeofScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechno／ogy，Guangzhou510640，China)Abstract：ThispaperdiscussedFLUENTsoftwareanditsapplicationinOI11"country，andanalyzedlimitationofitsmodelsofcontaminationformation．Drawingaconclusionisthatitsmodelsofcontaminationformationtitleadapttoresolveengineeringproblem，butifdepresearchingproblem，itiskeytofurtherdevelopandapplyeconomicalaswellasreasonableturbulentchemistrymodels．Keywords：FLUENT；contamination；NO；simulation1前言上个世纪7O年代以来，大型计算机和CFD(computationalfluiddynamics，计算流体力学技术)、计算传热学以及计算燃烧学得以迅速发展，特别是CFD技术以其相对于实验研究、数值模拟的独特优点，显示出巨大的活力。如：①研究成本低，周期短；②无实验仪器干扰；③能够得到完整的数据；④能将计算情况在计算机屏幕上形象地再现。这些对于设计、改造等商业或实验室应用起到重要的作用。收稿日期：2004—01—19基金项目：国家自然科学基金资助项目(50276017)；广东省自然科学基金资助项目(000475)．作者简介：方海鑫(1979一)，男，硕士研究生，研究方向为材料装备及计算机应用．2FLUENT软件在CFD软件中，FLUENT软件是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。FLUENT的软件设计基于“CFD计算机软件群的概念”，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法在计算速度、稳定性和精度等各方面达到最佳。由于囊括了FluentDynamicIntemadonal比利时Polyflow和FluentDynamicInternational(rDi)的全部技术力量(前者是公认的在黏弹性和聚合物流动模拟方面占领先地位的公司，后者是基于有限元方法CFD软件方面领先的公司)⋯，因此FLUENT软件具有如下优点：(1)功能强，适用面广。包括各种优化物理模型，如：计算流体流动和热传导模型(包括自然对流、31维普资讯http://www.cqvip.com计算机控制与应用：FLUENT软件的应用及其污染物生成模型分析定常和非定常流动，层流，湍流，紊流，不可压缩和可压缩流动，周期流，旋转流及时间相关流等)；辐射模型，相变模型，离散相变模型，多相流模型及化学组分输运和反应流模型等。对每一种物理问题的流动特点，有适合它的数值解法，用户可对显式或隐式差分格式进行选择，以期在计算速度、稳定性和精度等方面达到最佳。(2)高效，省时。FLUENT将不同领域的计算软件组合起来，成为CFD计算机软件群，软件之间可以方便地进行数值交换，并采用统一的前、后处理工具，这就省却了科研工作者在计算方法、编程、前后处理等方面投入的重复、低效的劳动，而可以将主要精力和智慧用于物理问题本身的探索上。(3)建立了污染物生成模型。包括NO和RO(烟尘)生成模型。其中NO模型能够模拟热力型、快速型、燃料型及由于燃烧系统里回燃导致的NO的消耗。而RO的生成是通过使用两个经验模型进行近似模拟，且只使用于紊流。3FLUENT软件的应用3．1陶瓷窑炉模拟由于陶瓷窑炉内部结构十分复杂，流场、气氛场和温度场的测量都十分困难，实验研究仍然不足以全面揭示流动和传热规律。然而随着CFD技术的兴起，数值模拟方法已经广泛应用于各种窑炉的研究I4J，如水泥转窑、玻璃窑等。但是在国内外文献中较少见到陶瓷窑炉数值模拟研究的报道。高晖等[]利用CFD软件FLUENTTM5．4．8，构造了非保形结构化一非结构化混合网格，采用标准紊动能一紊动...