FLUENT数值模拟离散笔记

一旦使用了离散相模型，下面的模型将不能使用：l 选择了离散相模型后，不能再使用周期性边界条件l 可调整时间步长方法不能与离散相模型同时使用l 预混燃烧模型中只能使用非反应颗粒模型l 同时选择了多参考坐标系与离散相颗粒模型时，在缺省情况下，颗粒轨道的显示失却了其原有意义；同样，相间耦合计算是没有意义的。FLUENT 提供的离散相模型选择如下：l 对稳态与非稳态流动，可以应用拉氏公式考虑离散相的惯性、曳力、重力l 预报连续相中，由于湍流涡旋的作用而对颗粒造成的影响l 离散相的加热/冷却l 液滴的蒸发与沸腾l 颗粒燃烧模型，包括挥发份析出以及焦炭燃烧模型（因而可以模拟煤粉燃烧）l 连续相与离散相间的耦合l 液滴的迸裂与合并热泳力（热致迁移力或辐射力）Saffman 升力在附加力中也可以考虑由于横向速度梯度（剪切层流动）引致的 Saffman 升力。离散相边界条件当颗粒与壁面发生碰撞时，将会发生下述几种情况：l 颗粒发生弹性或非弹性碰撞反射l 穿过壁面而逃逸（颗粒的轨道计算在此处终止）l 在壁面处被捕集。非挥发性颗粒在此处终止计算；颗粒或液滴中的挥发性物质在此处被释放到气相中l 穿过内部的诸如辐射或多孔介质间断面区域！如果选择了Spalart-Allmaras 湍流模型，那么，轨道计算中就不能包含颗粒的湍流扩散。颗粒类型l 惯性颗粒（inert''）是服从力平衡（方程19.2-1）以及受到加热冷却影响（由定律1确定，请参阅19.3.2）的一种离散相类型（颗粒、液滴或气泡）。在FLUENT 任何模型中，惯性颗粒总是可选的。2 液滴（droplet''）是一种存在于连续相气流中的液体颗粒。它服从力的平衡并受到加热冷却的影响（由定律1 确定）。此外，他还由定律2 和3 确定自身的蒸发与沸腾（请参阅19.3.3、19.3.4）。只有传热选项被激活并且至少两种化学组份在计算中是被激活的，或者已经选择了非预混燃烧或部分预混燃烧模型，液滴类型才是可选的。当选择了液滴类型之后，用户应该使用理想气体定律来定义气相密度（在Materials panel,面板里，可参阅19.25 节）。3 燃烧（combusting''）颗粒是一种固体颗粒，它遵从由方程19.2-1 所确定的受力平衡、由定律1 所确定的加热冷却过程、由定律4 所确定的挥发份析出过程（19.3.5 节）以及由定律5 所确定的异相表面反应机制（19.3.6 节）。最后，当颗粒的挥发份完全析出之后，非挥发份的运动、变化由定律6 所确定。在Set Injection Properties panel 面板中选定Wet Combustion 选项，用户可以在燃烧颗粒中包含有可蒸发物质。这样，颗粒的可蒸发物质可在挥发份开始析出之前，经历由定律2、3 所确定的蒸发与沸腾过程。只有在模型中包含有热量的转移过程并且至少声明三种以上的化学组分或者使用了非预混燃烧模型，燃烧类型颗粒才是可选的。选定燃烧类型颗粒之后，用户不需使用理想气体定律来定义气相密度（在Materials panel 面板里）惯性颗粒inert-particle, 液滴droplet-particle, 和燃烧类型颗粒 combusting-particle.积分尺度（Length Scale）控制颗粒运动方程中的积分时间步长。此步长在 FLUENT 中有一个长度标尺L 和颗粒速度（ p u ）连续相速度（ c u ）确定：l DPM Concentration 颗粒浓度l DPM Mass Source 颗粒质量交换源项l DPM X,Y,Z Momentum Source 颗粒坐标轴方向的动量交换源项l DPM Swirl Momentum Source 颗粒角动量交换源项l DPM Sensible Enthalpy Source 颗粒显焓4交换源项l DPM Enthalpy Source 颗粒总焓交换源项l DPM Absorption Coefficient 颗粒辐射吸收系数DPM Emission 颗粒辐射发射率（黑度）l DPM Scattering 颗粒辐射散射率l DPM Burnout 颗粒燃尽率l DPM Evaporation/Devolatilization 颗粒蒸发/析出量l DPM (species) Source 颗粒组分源项l DPM Erosion 颗粒磨蚀率l DPM Accretion 颗粒沉积率