培训公开课：CFD-Fluent燃烧数值仿真计算（9月8日）

导读：Fluent中的燃烧与化学反应模型可以仿真绝大多数的气体、煤、液体燃料等进行燃烧的过程，也具备仿真气体和固体表面（给定材料）之间的反应的能力。与此同时，Fluent还能够对NOx、SOx和其它污染物的形成进行准确的预测。

这些燃烧与化学反应的仿真方法在多个行业都有广泛的应用，如石油、石化、能源、电力、汽车、航空等。大量的相关产品在设计之初，也都希望拥有仿真的支持，比如LNG储罐的泄露与燃烧、固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器、喷雾器的燃烧等。

图1 Fluent中的燃烧仿真

当然，使用燃烧模型计算的问题，对应的难度也相对较大，往往需要与多相流模型、高级湍流模型、热辐射模型、DPM模型等联合使用。可以毫不夸张的讲，熟练掌握Fluent燃烧与化学反应技能的工程师，是整个流体仿真行业中最具技术含量、最炙手可热的。

图2 Fluent中的燃烧仿真涉及到多个环节和物理模型

实际中的气体燃烧过程是湍流和化学反应相互作用的结果，燃烧的化学反应速率是强非线性和强刚性的。

通常的化学反应机理包含了几十种组分和几百个基元反应，而且这些组分之间的反应时间尺度相差很大（可以从10-9~10-2秒），因此在实际问题的求解过程中，如果采用精确的直接求解方法，将需要极大的计算量和存储量，按照目前的计算机水平，应用起来尚不现实。

因此，为了能够将燃烧反应的情况在Fluent中实现，必须依托气体燃烧模型来完成相应的工作。针对不同的燃烧现象，Fluent采用了不同的处理手段，以减少计算成本，气体燃烧问题主要包含以下几种模型：

• Species Transport（通用有限速率模型）

• Non-Premixed        Combustion Model（非预混燃烧模型）

• Premixed Combustion Model（预混燃烧模型）

• Partially Premi×ed Combustion Model（部分预混燃烧模型）

• Composition PDF Transport Combustion Model（组分概率密度输运燃烧模型） 
  

其中，Species Transport（通用有限速率模型）无论在层流模型还是湍流模型下，都可以选择。剩下的四种燃烧模型，必须启动湍流模型才能选择。

图3 Fluent中气相燃烧的仿真模型

为了帮助大家了解CFD燃烧更多应用，熟悉CFD-Fluent燃烧数值仿真计算，仿真秀邀请平台谭老师于2022年9月8日晚19：30分，为大家带来《CFD-Fluent燃烧数值仿真计算公开课》免费公开课。