FLUENT部分预混燃烧模拟

本教程演示了燃烧室内喷油燃烧的模拟过程。

 1     启动Workbench并建立分析项目 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Workbench命令，启动Workbench 2020，进入ANSYS Workbench 2020界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

 2     建立几何体 

（1）双击A2栏的Geometry项，进入DesignModeler界面。

（2）利用草图建立1m*5m矩形空间。

（3）单击菜单栏Concept→Surfaces From Sketches按钮，建立平面。

 3     划分网格 

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）分别右键选择边界，在弹出快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称air_inlet，fuel_inlet和outlet，单击OK按钮确认。

（3）网格参数设置，Element Size填入10mm。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（6）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4     定义模型 

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（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Transient，进行瞬态计算。

 5     设置湍流模型 

（1）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Realizable k-epsilon，单击OK按钮确认。

 6     设置燃烧模型 

（1）在主菜单中单击Physics→Models→Species按钮，弹出Species Model（组分输运模型）对话框。

在Model中选择Partially Premixed Combustion，在PDF Options中勾选Inlet Diffusion和Compressibility Effects。

（2）在Boundary选项卡中，Boundary Species中填入c8h18<iso>，单击 Add按钮，在Temperature中Fuel输入300，Oxid输入650。

（3）在Table选项卡中，单击 Calculate PDF Table按钮。

（4）在Premix选项卡中，Flame Speed Model选择zimont。

 7     设置入射点 

（1）单击主菜单中Physics→Discrete Phase→Injections按钮启动的Injections面板。单击Create按钮设置入射点。

（2）设置injection-0和injection-1。Injection Type为group，Particle Type为Droplet。

 8     设置点火点 

单击主菜单中Physics→Models→Species→Spark Ignition按钮启动的Spark Ignition面板。单击Define按钮设置点火点。

 9     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，设置air_inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude填入0.5。在Thermal选项卡中，Temperature输入650，单击OK按钮确认退出。

（3）在边界条件面板中，设置fuel_inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude填入0.2。在Thermal选项卡中，Temperature输入650，单击OK按钮确认退出。

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

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

 11     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Time Step Size填入0.0001，Number of Iterations中输入400，单击Calculate开始计算。

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

（2）显示压力和温度动画。