FLUENT选择性催化还原模拟

本教程演示了选择性催化还原的模拟过程。

 1     启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Fluid Dynamics→Fluent 2020命令，启动Fluent 2020。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2     定义模型 

（1）单击主菜单中Domain→Scale按钮，弹出Scale Mesh对话框。View Length Unit In选择为mm。

（2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，在Solver中Time选择Steady，进行瞬态计算。

 3     设置湍流模型 

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，在Model中选择RNG k-epsilon，单击OK按钮确认。

 4     设置多组分模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Species按钮，弹出Species Model对话框，选择Species Transport。在Mixture Material中选择urea-water-air，勾选 Volumetric。

 5     设置DPM模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，勾选Interaction with Continuous Phase和Update DPM Sources Every Flow Iteration，在DPM Iteration Iteration处输入5，在Max Number of Steps中输入2000。

（2）在Physical Models选项卡中，选择Temperature Dependent Latent Heat。

（3）在Discrete Phase Model对话框中，单击Injections按钮，弹出Injections对话框，单击Create按钮弹出Set Injection Properties对话框。

Injection Type选择solid-cone，Number of Particle Streams输入10，Particle Type选择为Multicomponent，Material选择urea-water，Diameter Distribution选择rosin-rammler。

其他参数如下图所示。

在Turbulent Dispersion选项卡中，勾选Discrete Random Walk Model。

在Components选项卡中，如下图进行设置。

（4）设置另外两个injection，其主要区别的参数如下图所示。

 injection-1

 injection-2

 6     设置材料 

设置particle-mixture中的urea-water，Vaporization Model选择为convection/diusion-controlled。

 7     设置多孔介质 

（1）单击主菜单中Physics→Zones→Cell Zone Conditions面板。双击catalyst弹出fluid对话框，勾选Laminar Zone和Porous Zone。

（2）在Porous Zone选项卡中，Direction-1 Vector设置为（0,0,1），Direction-2 Vector设置为（0,1,0），Viscous Resistance中分别填入1.2e 10，在Interial Resistance中分别填入2e 7，2e 10和2e 10，在Inertial Resistance中分别填入10，9500和9500，单击OK按钮确认。

 8     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，双击wallacat弹出边界条件设置对话框。在Thermal选项卡中，Thermal Conditions选择为Convection，Heat Transfer Coefficient输入10，Free Stream Temperature输入-30，Wall Thickness输入0.0246。

（3）同步骤（2）设置wallbcat和wallcat。

（4）设置wall_mixpipes。在Thermal选项卡中，Thermal Conditions选择为Temperature，Temperature输入400。

（5）将wall_mixpipes的边界参数复制给其他边界。

（6）设置inlet。Mass Flow Rate输入0.0347754，在Thermal选项卡中，Thermal Conditions选择为Temperature，Temperature输入400。

 9     初始条件 

单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hyper Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 10     计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入500，单击Calculate开始计算。

 11     结果后处理 
（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。