基于CFX的渦流燃燒器氣體流場仿真分析

2016-12-21 by:CAE仿真在線來源:互聯網

CFX是一款大型通用的商業CFD(流體動力學分析)軟件,能集成到ANSYS Workbench平臺,與主流CAD系統和ANSYS結構力學產品形成雙向鏈接。可進行燃燒、多相流、化學反應等復雜流場的仿真分析,被廣泛用于航空航天、旋轉機械、能源、汽車、電子、生物技術、水處理、防火安全、冶金、環保等領域。
本文通過CFX軟件對渦流燃燒器進行內部流場數值模擬,查看燃燒器內的溫度分布,各種反應物和生成物的成分分布,為燃燒器的設計及優化提供理論依據。通過本系列指導教程,讀者可以學會如何運用CFX軟件,對氣體燃燒進行仿真模擬,為燃燒器設計提供優化理論依據。下面就如何在CFX軟件中操作進行詳細說明。
1網格模型導入
燃料氣通過入口進入燃燒器內,主空氣入口通過螺旋葉片進入,輔助空氣入口進入空氣輔助燃燒,所有物質走出口離開燃燒器。
渦流燃燒器模型放大圖片
打開Workbench軟件,將Fluid Flow(CFX)模塊拖動到如圖位置,松開鼠標。
CFX模塊導入放大圖片
準備導入分析模型網格,選擇“Mesh”,右鍵彈出對話框,選擇“Import Mesh File”,彈出對話框,選擇渦流燃燒器網格模型文件。
導入網格文件放大圖片
此時可看見“Imported Mesh”后面已經打鉤,表示網格文件導入成功,再雙擊“Setup”,將網格模型導入CFX-Pre前處理模塊,在前處理模塊中將對燃燒、域、邊界條件、求解控制等參數進行設置。
網格文件導入成功放大圖片
2燃燒混合物屬性設置
此時網格模型已經成功導入,可按住鼠標中間滾輪查看模型情況。先對燃燒混合物進行設定,點擊新材料生成按鈕,彈出對話框,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”屬性設置對話框,在基本設定“Basic Setting”中的“Option”中選擇反應混合物“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置放大圖片
在“Reaction List”右邊點擊按鈕,彈出“Reaction List”,再點擊打開按鈕,彈出“Select Library Data to Import”對話框,選擇“Methane Air WD1 NO PDF”,點擊“ok”,燃燒材料列表已經導入,再選擇“Methane Air WD1 NO PDF”,點擊“ok”,再點擊“ok”則“Air Mixture”中的基本設置“Basic Setting”設置完成,如圖所示。
反應列表放大圖片
基本設置完成放大圖片

然后設置“Air Mixture”屬性欄中的混合物特性“Mixture Properties”,選擇“Mixture Properties”選項卡,勾選“Mixture Properties”彈出混合物特性設置;展開燃燒輻射屬性設置“Radiation Properties”,勾選輻射折射率“Refractive index”,輻射吸收系數“Absorption Coefficient”,輻射散射系數“Scattering Coefficient”三個選項,按其中的值按照默認設置,點擊“ok”確認按鈕,到這里反應混合物設置已經全部完成。

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