再启用化学反馈并连接计较

发布日期：2024-06-21 15:50    点击次数：112

本文描述在Fluent在哄骗组分输运模子求解化学反馈流时改善求解巩固性与拘谨性的一些常用步伐。

注：本文部天职容译自Fluent UserGuide 15.1.8。

”1 反馈流的巩固性和拘谨性

由于多种原因，在反馈流中取得拘谨解可能很贫苦。

率先，化学反搪塞基本流动模式可能酿成较大的影响，导致模子中质料/动量均衡与组分输运方程之间存在强耦合。这在废弃中尤其如斯，其中化学反馈导致巨额放热以及随后的密度变化与流动中存在大加快度。当流体物性参数与组分浓度联系时，计较区域内通盘反馈系统齐将存在一定进度的耦合。这些耦合问题最佳使用两步求解进程来科罚，并在求解进程中培植欠随和因子。

反馈流中的第二个拘谨问题波及到反馈源项的大小。当模子中波及极端快的化学反馈速率（化学反馈技巧范例比对流和扩散技巧范例快得多）时，组分输运方程的求解在数值上变得极端贫苦，这种系统常被称为“刚性”系统。具有有限速率化学的刚性系统应使用压力基或密度基求解器以及 Stiff Chemistry Solver 或 CHEMKIN-CFD Solver 来求解。有限速率化学反馈也可用于模拟湍流废弃。关于湍流废弃，湍流-化学相互作用不错被忽略（使用Finite-rate/No TCI模子）或使用Eddy-Dissipation Concept 或PDF Transport模子来模拟。

2 两步求解步伐

两步求解步伐仅用于稳态计较。

哄骗两步求解步伐计较反馈流问题是一种极端好的作念法，此步伐不错在很猛进度上幸免计较不拘谨或发散。两步求解步伐中，率先求解禁用了化学反馈的流动、能量及组分方程，此进程常称为冷态场求解。当树立基本流型后，再启用化学反馈并连接计较。冷态场求解为化学反馈计较提供了精熟的驱动值。两步求解步伐的基本范例为：

树立包含组分及反馈流模子的物理系统在Species Model对话框中关闭Volumetric选项以取消体积反馈计较（哄骗模子树节点Setup → Models → Species绽开对话框）在Equations对话框中取消生成物组分的计较（模子树节点Solution → Controls → Equations...绽开对话框）计较不谈判化学反馈时的驱动着力（冷态场计较）。需要戒备的是：除非对非反馈计较着力也感敬爱敬爱，不然取得统统拘谨的冷态场着力经常是莫得多唐突念念的。在Species Models对话框中再行激活选项Volumetric激活体积反馈在Equations对话框中激活通盘的方程进行计较。淌若使用Finite-Rate/No TCI、Finite-Rate/Eddy-Dissipation、Eddy-Dissipation Concept或PDF Transport model 进行湍流化学相互作用，则可能需要patch一个燃烧区域3 密度亚随和

废弃计较难以拘谨的一个主要原因是温度的大幅度变化导致流体介质密度的大幅变化，而密度变化又会导致流动求解的不巩固。当使用压力基求解器时，Fluent 允许对密度进行亚随和以缓解这一求解贫苦。密度亚随和因子的默许值为 1，淌若在计较进程中遭受拘谨问题，不错将其培植为 0.5 和 1 之间的值。

戒备，淌若使用的是信得过气体模子， 双辽市成兆聚合物有限公司则计较拘谨速率可能比使用瞎想气体流体时要更慢。此时为了提升计较拘谨性能， 苏州现代纸品有限公司需要将密度的欠随和因子缩小到低至 0.1 的值。

4 稳态废弃模拟中的燃烧

淌若将燃料引入到氧化剂或具有预羼杂的燃料/氧化剂羼杂物中，首页-汉名佳染料有限公司但莫得模拟瞬态燃烧进程时，那么就必须在数值上强制求解参加废弃情状（而不是未废弃情状）。经常情况下，除非羼杂物的温度特出保管废弃所需的活化能阈值，不然不会发生自燃。关于Fluent 稳态废弃模拟，无论是使用组分输运仍是 PDF 输运模子，也不管湍流-化学相互作用选项若何，用户齐必须提供燃烧源以启动废弃进程。该燃烧源不错是加热的名义或进口质料流，其将气体羼杂物加热到所需的燃烧温度以上。燃烧源经常相当于火花：导致废弃进行的驱动解情状。用户不错在包含可燃燃料/空气羼杂物的模子区域中Patch一个高温区域来提供这种驱动“火花”。

阐发采取的废弃模子的不同，梭织服装可能需要同期Patch温度和燃料/氧化剂/反馈产品浓度以在您的模子中产生燃烧。patch的驱动值对最终的稳态解莫得影响。

5 刚性化学系统求解

在模拟刚性化学系统（如具有有限速率能源学的废弃）时，不错使用压力基求解器并启用Stiff Chemistry Solver选项或遴荐 CHEMKIN-CFD Solver，也不错使用密度基求解器。

关于使用压力基求解器的稳态模拟，Stiff Chemistry Solver 选项将组分传输方程中的反馈速率肖似为：

式中，为肖似的宇宙步长。请戒备，当趋于零时，肖似值将会变得更精准，但刚性数值会导致压力基求解器发散。另一方面，跟着趋于无尽大，肖似的反馈速率趋于零，此时天然数值刚度虽有所随和，但莫得化学反馈。在 Fluent 中，的默许值培植为网格单位中最小对流或扩散技巧范例的1/10，该值天然充足准确和可靠，但用户也不错使用 TUI号令solve/set/stiff-chemistry 对参数进行修改。在瞬态模拟中，其中的值就是流动技巧步长。

密度基隐式求解器不错与任一化学求解器选项一谈使用。尽管需要额外的计较资源来计较化学系统的特征值，但该步伐允许使用更大的Courant数。使用密度求解器并启用刚性化学求解器时，必须指定以下本色：

Temperature Positivity Rate Limit ：通过这个总共乘以旧温度来扬弃新的温度变化。其默许值为 0.2Temperature Time Step Reduction：当温度变化过快时，扬弃局部CFL数。其默许值为0.256 EDC模子求解进程

由于EDC模子极端亏空计较资源梭织服装，提议使用压力基求解器并接受以下范例进行计较：

使用均衡非预混模子或部分预羼杂模子计较驱动解导入CHEMKIN口头的化学反馈机理在Species Model对话框中激活选项Volumetric，并遴荐模子Eddy Dissipation Concept培植领域要求中的组分标签页下的参数禁用流动和湍流，仅求解组分和温度启用通盘方程并迭代计较直至拘谨。请戒备，EDC模子的默许参数培植为以最慢的拘谨速率以获取最大的巩固性。不错通过在 Species 对话框中培植Aggressiveness Factor或使用文本号令define → models → species → set-turb-chem-interaction来提升拘谨速率。参数Aggressiveness Factor的取值限制为0~1，其中0最巩固，1拘谨最快，默许值为0.5。 本站仅提供存储办事，通盘本色均由用户发布，如发现存害或侵权本色，请点击举报。

• 梭织服装
• 滑雪
• 连接
• 器用
• 反馈