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基于CFX的涡流燃烧器气体流场仿真分析

作者:管理员    发布于:2014-12-03 07:00:18    文字:【】【】【

CFX是一款大型通用的商业CFD(流体动力学分析)软件,能集成到ANSYS Workbench平台,与主流CAD系统和ANSYS结构力学产品形成双向链接。可进行燃烧、多相流、化学反应等复杂流场的仿真分析,被广泛用于航空航天、旋转机械、能源、汽车、电子、生物技术、水处理、防火安全、冶金、环保等领域。
   
本文通过CFX软件对涡流燃烧器进行内部流场数值模拟,查看燃烧器内的温度分布,各种反应物和生成物的成分分布,为燃烧器的设计及优化提供理论依据。通过本系列指导教程,读者可以学会如何运用CFX软件,对气体燃烧进行仿真模拟,为燃烧器设计提供优化理论依据。下面就如何在CFX软件中操作进行详细说明。
1
网格模型导入
   
燃料气通过入口进入燃烧器内,主空气入口通过螺旋叶片进入,辅助空气入口进入空气辅助燃烧,所有物质走出口离开燃烧器。
涡流燃烧器模型 放大图片
   
打开Workbench软件,将Fluid FlowCFX)模块拖动到如图位置,松开鼠标。
CFX
模块导入 放大图片
准备导入分析模型网格,选择“Mesh”,右键弹出对话框,选择“Import Mesh File”,弹出对话框,选择涡流燃烧器网格模型文件。
导入网格文件 放大图片
   
此时可看见“Imported Mesh”后面已经打钩,表示网格文件导入成功,再双击“Setup”,将网格模型导入CFX-Pre前处理模块,在前处理模块中将对燃烧、域、边界条件、求解控制等参数进行设置。
网格文件导入成功 放大图片
2
燃烧混合物属性设置
   
此时网格模型已经成功导入,可按住鼠标中间滚轮查看模型情况。先对燃烧混合物进行设定,点击新材料生成按钮,弹出对话框,输入名字“Air Mixture”,单击确定。
插入燃烧混合物 放大图片

弹出“Air Mixture”属性设置对话框,在基本设定“Basic Setting”中的“Option”中选择反应混合物“Reacting Mixture”;在材料组“Material Group”中选择气体燃烧“Gas Phase Combustion”
燃烧混合物基本属性设置 放大图片
   
“Reaction List”右边点击按钮,弹出“Reaction List”,再点击打开按钮,弹出“Select Library Data to Import”对话框,选择“Methane Air WD1 NO PDF”,点击“ok”,燃烧材料列表已经导入,再选择“Methane Air WD1 NO PDF”,点击“ok”,再点击“ok”“Air Mixture”中的基本设置“Basic Setting”设置完成,如图所示。
反应列表 放大图片
基本设置完成 放大图片

然后设置“Air Mixture”属性栏中的混合物特性“Mixture Properties”,选择“Mixture Properties”选项卡,勾选“Mixture Properties”弹出混合物特性设置;展开燃烧辐射属性设置“Radiation Properties”,勾选辐射折射率“Refractive index”,辐射吸收系数“Absorption Coefficient”,辐射散射系数“Scattering Coefficient”三个选项,按其中的值按照默认设置,点击“ok”确认按钮,到这里反应混合物设置已经全部完成。

 
 
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