CFD燃燒仿真技術(shù)教程

FLUENT燃燒模擬培訓(xùn)一、FLUENT燃燒模擬簡(jiǎn)介1、燃燒的應(yīng)用近代燃燒科學(xué)的發(fā)展化學(xué)熱力學(xué)（19世紀(jì)）：燃燒裝置作為熱力學(xué)體系，研究初態(tài)和終態(tài)之間的關(guān)系；化學(xué)動(dòng)力學(xué)（1930）：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)理，提出火焰?zhèn)鞑ジ拍?；反?yīng)流體力學(xué)、燃燒空氣動(dòng)力學(xué)（1950）：采用經(jīng)典力學(xué)方法來研究燃燒過程；計(jì)算燃燒學(xué)（1970）：采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬求解燃燒問題。計(jì)算燃燒學(xué)的發(fā)展1960-1970：Spalding得到了邊界層燃燒問題數(shù)值解，接著提出了湍流燃燒模型；Spalding進(jìn)一步建立了多相化學(xué)流體力學(xué)方程組，并提出相應(yīng)的數(shù)值解法；1980-至今：迅速發(fā)展時(shí)期，能對(duì)復(fù)雜幾何形狀的燃燒裝置和復(fù)雜燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬，如燃?xì)廨啓C(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等系統(tǒng)中的多相湍流反應(yīng)過程。燃燒模擬的應(yīng)用廣泛應(yīng)用與均相和非均相燃燒過程模擬燃燒爐鍋爐加熱器燃?xì)廨啓C(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)求解內(nèi)容流場(chǎng)流動(dòng)特性及其混合特性溫度場(chǎng)組分濃度場(chǎng)顆粒和污染物排放TemperatureinagasfurnaceCO2massfractionStreamfunction2、FLUENT軟件數(shù)值模擬簡(jiǎn)介連續(xù)性方程：動(dòng)量守恒方程（N-S方程）：能量方程：組分守恒方程：FLUENT求解器基于壓力或密度解法隱式或顯式2D、3D、對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)速度絕對(duì)或相對(duì)值3、燃燒模擬概要稀疏相模型液滴/顆粒動(dòng)力學(xué)非均相反應(yīng)液化蒸發(fā)輸運(yùn)控制方程質(zhì)量動(dòng)量(湍流)能量化學(xué)組分燃燒模型預(yù)混局部預(yù)混非預(yù)混燃燒污染物模型輻射換熱模型FLUENT燃燒模擬概述組分與化學(xué)反應(yīng)概述氣相反應(yīng)：氣體燃燒、Nox等污染物的生成；固體壁面處的表面反應(yīng)：化學(xué)蒸汽沉積；粒子表面反應(yīng)：炭粒燃燒等。FLUENT可以模擬的幾種化學(xué)反應(yīng)：FLUENT中的反應(yīng)流模型快速化學(xué)模型預(yù)混模型非預(yù)混模型部分預(yù)混模型有限速度化學(xué)模型層流有限速度模型渦耗散模型(EDM)渦耗散概念模型(EDC)組分PDF輸運(yùn)模型其它模型離散相模型(DPM)污染物生成模型(PollutantFormationModels)表面反應(yīng)燃燒模擬的難點(diǎn)湍流：大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)流動(dòng)都是湍流，時(shí)間和空間尺度較大，DNS方法并不適用；化學(xué)：現(xiàn)實(shí)中的化學(xué)反應(yīng)不能用單一反應(yīng)方程來表示，很多反應(yīng)機(jī)理還不清楚；湍流與燃燒的交互作用：反應(yīng)率的變化與湍流中物質(zhì)混合程度又密切關(guān)系。4、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率的Arrhenius公式：可用于計(jì)算層流燃燒問題5、湍流流動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)湍流流動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)之間的相互作用湍流燃燒的數(shù)值模擬難點(diǎn)與挑戰(zhàn)多數(shù)實(shí)際的燃燒過程是湍流；化學(xué)反應(yīng)速率高度非線性，

湍流－化學(xué)反應(yīng)高度耦合，相互作用很重要；真實(shí)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理包含數(shù)十個(gè)組分,數(shù)百個(gè)基元反應(yīng)，并且方程組極具剛性(基元化學(xué)反應(yīng)時(shí)間尺度相差大)。實(shí)際處理方法簡(jiǎn)化化學(xué)反應(yīng)機(jī)理有限速率燃燒模型考慮湍流及其混合、弱化反應(yīng)化學(xué)混合分?jǐn)?shù)模型平衡化學(xué)的PDF模型層流火焰面模型進(jìn)展變量模型Zimont

模型（預(yù)混模型）湍流燃燒湍流燃燒：湍流+化學(xué)反應(yīng)+傳熱傳質(zhì)特征：強(qiáng)非線性、高度耦合與關(guān)聯(lián)、高度隨機(jī)性。湍流燃燒模擬基本思想：（1）分別獨(dú)立描述湍流流動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)過程；（2）考慮湍流流動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)的相互作用。關(guān)鍵：計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。湍流燃燒湍流燃燒的主要影響因素：湍流混合；

分子擴(kuò)散；

化學(xué)動(dòng)力學(xué)。根本目標(biāo)：

非線性源項(xiàng)的封閉；

湍流流動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)的耦合。FLUENT燃燒模型有限速率模型

求解組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)輸運(yùn)方程，化學(xué)反應(yīng)機(jī)理由用戶自己定義。非預(yù)混燃燒模型

該模型中并不求解單個(gè)組分的輸運(yùn)方程，而是求解一個(gè)或者兩個(gè)守恒標(biāo)量（混合分?jǐn)?shù)）的輸運(yùn)方程。

預(yù)混燃燒模型模擬完全混合的燃燒問題。充分混合的燃燒物和產(chǎn)物被火焰前鋒分隔，求解出的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)展變量來描述該火焰前峰的位置。部分預(yù)混燃燒模型

該模型用來處理系統(tǒng)中同時(shí)具有非預(yù)混和充分預(yù)混的情況。該方法同時(shí)求解了混合分?jǐn)?shù)和反應(yīng)進(jìn)展變量。二、Gambit網(wǎng)格劃分基本步驟：（1）構(gòu)建幾何模型，生成面和體；（2）按照線、面、體依次進(jìn)行網(wǎng)格劃分；（3）定義進(jìn)出口邊界條件、壁面及區(qū)域。構(gòu)建幾何模型網(wǎng)格劃分定義邊界條件及區(qū)域邊界層邊界層：在和邊或面相鄰的區(qū)域的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)步長(zhǎng)。它們用于初步控制網(wǎng)格密度，從而控制特定區(qū)域內(nèi)計(jì)算模型中有效信息的數(shù)量。Jan.11.2012Inventory#002600FLUENT示例：流體流過管道的圓柱的計(jì)算模型，正常情況下，在緊靠管道壁面的區(qū)域內(nèi)流體速度梯度很大，而靠近管路中心很小，通過對(duì)壁面加入一個(gè)邊界層，用戶可以增大靠近壁面區(qū)域的網(wǎng)格密度。邊界層網(wǎng)格劃分第一列高度增長(zhǎng)因子邊界層列數(shù)過渡類型作用邊界層處速度梯度大邊界層ModifyBoundaryLayer中，用戶須修改的信息和CreateBoundaryLayer命令中一樣。1）2）3）4）5)自動(dòng)生成View3DBoundaryLayers邊界層網(wǎng)格劃分線網(wǎng)格劃分網(wǎng)格大?。〝?shù)量）

根據(jù)實(shí)際裝置尺寸而定；變量變化劇烈的區(qū)域應(yīng)該稠密一些；

長(zhǎng)寬比應(yīng)盡量接近于1，（某個(gè)個(gè)方向變化率較大時(shí)可采用狹長(zhǎng)容積）。比例因子

相鄰控制容積尺寸比值應(yīng)保持在0.8-1.2之間。MeshEdges命令允許用戶進(jìn)行一條或多條邊的網(wǎng)格劃分1）應(yīng)用分級(jí)設(shè)定的邊2）分級(jí)方案3）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)步長(zhǎng)（間隔數(shù)目）4）邊網(wǎng)格劃分選項(xiàng)邊網(wǎng)格劃分邊的網(wǎng)格劃分2）分級(jí)方案Gambit提供了以下類型的邊網(wǎng)格劃分分級(jí)方案：

SuccessiveRatioFirstLengthLastLengthFirstLastRatioLastFirstRatioExponent

Bi-exponentBellShaped非對(duì)稱格式，產(chǎn)生的分級(jí)形式不需要關(guān)于邊的中心對(duì)稱對(duì)稱格式，限制關(guān)于邊中心對(duì)稱的分級(jí)類型線網(wǎng)格劃分狹長(zhǎng)型網(wǎng)格長(zhǎng)寬比不要超過5；燃燒反應(yīng)的區(qū)域網(wǎng)格盡量細(xì)化。面網(wǎng)格劃分進(jìn)行一個(gè)面網(wǎng)格劃分，用戶必須設(shè)定以下參數(shù)：1）要網(wǎng)格劃分的面2）網(wǎng)格劃分的形式3）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的間距4）面網(wǎng)格劃分選項(xiàng)面網(wǎng)格劃分X表示Elements和Type能夠匹配面網(wǎng)格劃分Quad：四邊形網(wǎng)格Tri：三角形網(wǎng)格Quad/Tri:主要是四邊形網(wǎng)格，用戶指定位置為三角形網(wǎng)格。Map：普通結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格Pave：非結(jié)構(gòu)化單元網(wǎng)格面網(wǎng)格劃分舉例三角形網(wǎng)格不一定比四邊形網(wǎng)格差，要保證局部網(wǎng)格的稠密性；避免在幾何圖形中出現(xiàn)尖角、死角結(jié)構(gòu)；適當(dāng)控制網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比（最好不要超過5）平整面網(wǎng)格SmoothFacesMeshes命令將調(diào)整一個(gè)或者多個(gè)面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位置用戶需設(shè)定以下參數(shù)：1）要平整的網(wǎng)格面2）平整方式L-WLaplalian：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍使用單元的平均變長(zhǎng)（趨向平均單元邊長(zhǎng)）CentroidArea：平衡相鄰單元的面積Winslow：優(yōu)化單元格的正交性（僅僅適用于四邊形單元）劃分體網(wǎng)格MeshVolumes命令設(shè)置參數(shù)：1、要進(jìn)行網(wǎng)格劃分的體積2、網(wǎng)格劃分形式3、網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)步長(zhǎng)4、網(wǎng)格劃分選項(xiàng)體網(wǎng)格劃分Hex：六面體網(wǎng)格Hex/Wedge：六面體或五面體網(wǎng)格；Tet/Hybird：四面體網(wǎng)格為主；Map：六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格；Cooper：掃描體積網(wǎng)格類型Tet/Hybird：四面體網(wǎng)格為主；體網(wǎng)格光順化SmoothVolumeMeshes在一個(gè)或多個(gè)體積上光順化網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。1、選擇要光順化的體積；2、光順化方案L-WLapiacian:使每個(gè)節(jié)點(diǎn)周圍單元平均邊長(zhǎng)；Equipotential：使節(jié)點(diǎn)周圍單元體積相等。體網(wǎng)格劃分技巧首先畫線網(wǎng)格和部分面網(wǎng)格；盡量采用五面體和六面體網(wǎng)格，以控制網(wǎng)格數(shù)量；復(fù)雜結(jié)構(gòu)考慮分塊畫網(wǎng)格，避免把所有幾何組合成一個(gè)整體；體網(wǎng)格劃分技巧重點(diǎn)注意使用Hex-Cooper畫網(wǎng)格方法。對(duì)于壁面厚度不必畫網(wǎng)格，到FLUENT邊界條件處設(shè)置。定義為wall邊界條件定義壁厚及導(dǎo)熱網(wǎng)格質(zhì)量檢查網(wǎng)格歪斜度：越小網(wǎng)格質(zhì)量越高，如果出現(xiàn)>0.97時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。網(wǎng)格總數(shù)網(wǎng)格質(zhì)量檢查1、選擇檢查的網(wǎng)格類型；2、調(diào)整不同平面，查看網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；3、查看網(wǎng)格質(zhì)量分布。網(wǎng)格質(zhì)量較差情況質(zhì)量不好扭曲的網(wǎng)格低質(zhì)量網(wǎng)格通常出現(xiàn)在幾何模型的連接區(qū)域，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化很重要?。【W(wǎng)格質(zhì)量差的區(qū)域網(wǎng)格劃分失??！相切的地方最容易出現(xiàn)扭曲的網(wǎng)格，可在允許范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)匾苿?dòng)距離。網(wǎng)格質(zhì)量控制方法1、根據(jù)所研究的幾何模型，在保證模擬真實(shí)性的基礎(chǔ)上盡量簡(jiǎn)化幾何結(jié)構(gòu)，盡量避免出現(xiàn)尖銳的角區(qū)域；2、盡可能采用Gambit默認(rèn)的網(wǎng)格劃分方案去進(jìn)行網(wǎng)格劃分；3、以模擬計(jì)算結(jié)果作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例演練一、3d網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分例子對(duì)稱結(jié)構(gòu)要進(jìn)行簡(jiǎn)化；燃燒區(qū)域網(wǎng)格細(xì)化；大小網(wǎng)格之間一定要有過渡；想辦法提高網(wǎng)格質(zhì)量，這是引起計(jì)算發(fā)散的最主要原因；一定要進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)（5mm），注意網(wǎng)格數(shù)量。燃燒+輻射模型：網(wǎng)格數(shù)量控制在200萬個(gè)以內(nèi)。經(jīng)驗(yàn)ICEM畫網(wǎng)格軟件幾何修補(bǔ)能力分塊畫網(wǎng)格技術(shù)六面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格為主，正交網(wǎng)格，混合網(wǎng)格支持多種模擬軟件接口，具有高級(jí)網(wǎng)格編輯功能。網(wǎng)格劃分總結(jié)反復(fù)調(diào)試確定網(wǎng)格疏密程度，確保獲得網(wǎng)格獨(dú)立解，以至于在進(jìn)一步加密網(wǎng)格后對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果無影響—網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)；這是進(jìn)行任何數(shù)值模擬的前提與基礎(chǔ)?。?！網(wǎng)格劃分總結(jié)根據(jù)計(jì)算結(jié)果反過來修改網(wǎng)格，使網(wǎng)格的疏密程度分布與計(jì)算物理場(chǎng)(速度、壓力等)的局部變化率更好地適應(yīng)—網(wǎng)格自適應(yīng)。網(wǎng)格自適應(yīng)步驟舉例：Adapt-Gradiant-1、選擇需要調(diào)整的量2、輸入細(xì)化閾值3、計(jì)算需要調(diào)整的網(wǎng)格數(shù)量4、進(jìn)行網(wǎng)格自適應(yīng)網(wǎng)格自適應(yīng)舉例溫度梯度原網(wǎng)格調(diào)整后的網(wǎng)格三、有限速率燃燒模型層流有限速率模型有限速率/渦耗散模型（EDM）渦耗散模型（EDM）渦耗散概念模型（EDC）有限速率模型概述用總包機(jī)理反應(yīng)描述化學(xué)反應(yīng)過程.求解化學(xué)組分輸運(yùn)方程，反應(yīng)速率以源項(xiàng)形式出現(xiàn)：組分j的源項(xiàng)(產(chǎn)生或消耗）是機(jī)理中所有k個(gè)反應(yīng)的凈反應(yīng)速率:

Rjk

：第k個(gè)化學(xué)反應(yīng)生成或消耗的j組分。（根據(jù)Arrhenius速率公式、漩渦耗散等理論進(jìn)行計(jì)算）.

1、層流有限速率模型特點(diǎn)：使用Arrhenius公式計(jì)算反應(yīng)速率作為源項(xiàng)，忽略湍流脈動(dòng)的影響。使用范圍：反應(yīng)緩慢、湍流脈動(dòng)較小的燃燒。E:反應(yīng)活化能CA、CB：反應(yīng)物濃度a、b：化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)K0：指前因子Arrhenius化學(xué)動(dòng)力學(xué)的高度非線性性，模擬結(jié)果一般不精確！三種特殊情況1、有逆向反應(yīng)反應(yīng)速率公式反應(yīng)r中反應(yīng)物i的化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)r中生成物i的化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)r的正向速率常數(shù)反應(yīng)r中反應(yīng)物i的化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)r中每種反應(yīng)物或生成物j的正向反應(yīng)速度指數(shù)反應(yīng)r中每種反應(yīng)物或生成物j的逆向反應(yīng)速度指數(shù)三種特殊情況2、第三體的影響3、壓力獨(dú)立反應(yīng)

反應(yīng)發(fā)生在高壓和低壓限制之間，不僅僅依賴于溫度。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇模型2、定義材料FLUENT相關(guān)設(shè)置3、定義化學(xué)反應(yīng)特殊情況指前因子和活化能化學(xué)反應(yīng)式使用不多，不做舉例介紹FLUENT相關(guān)設(shè)置4、設(shè)置點(diǎn)火區(qū)域Solve-initiaze-patch2、渦耗散模型快速燃燒假設(shè)：化學(xué)反應(yīng)速率與湍流混合（擴(kuò)散）速率相比無窮快，即湍流燃燒過程由燃料和氧化劑的混合過程控制。整體反應(yīng)速率由湍流混合控制；Damkohiler數(shù)：渦耗散模型概述非預(yù)混火焰中：湍流“緩慢地”通過對(duì)流作用，使燃料和氧化劑進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)快速地燃燒；非預(yù)混火焰中：湍流作用使冷的反應(yīng)物和熱的生成物進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)快速地燃燒；燃料和氧化劑進(jìn)入反應(yīng)區(qū)快速地發(fā)生反應(yīng)，燃燒成為混合限制的，即擴(kuò)散控制的燃燒；忽略了復(fù)雜、未知的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)速率；渦耗散模型概述假設(shè)：認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)速率取決于未燃?xì)怏w微團(tuán)在湍流作用下破碎成更小微團(tuán)的速率；公式：特征：突出了湍流混合對(duì)燃燒速率的控制作用；缺點(diǎn)：未考慮分子輸運(yùn)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)因素的影響，過于粗糙。渦耗散模型理論YP：產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)YR：反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)A、B：經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，A=4.0，B=0.5；

反應(yīng)速率計(jì)算（取較小者）反應(yīng)r中反應(yīng)物i的化學(xué)計(jì)量數(shù)反應(yīng)r中生成物i的化學(xué)計(jì)量數(shù)控制反應(yīng)速率渦耗散模型理論反應(yīng)速率由大渦混合時(shí)間尺度控制，只要出現(xiàn)>0的情況，燃燒即可進(jìn)行，故不需要點(diǎn)火源；常用于非預(yù)混火焰；但在預(yù)混火焰中，反應(yīng)物一進(jìn)入計(jì)算區(qū)域就開始燃燒，該模型計(jì)算的燃燒會(huì)出現(xiàn)超前性，故一般不單獨(dú)使用。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇能量方程和湍流模型2、選擇渦耗散模型FLUENT相關(guān)設(shè)置3、在設(shè)置材料處產(chǎn)看相關(guān)反應(yīng)反應(yīng)速率由大渦混合時(shí)間尺度控制，不需要設(shè)置點(diǎn)火源。FLUENT相關(guān)設(shè)置4、初始化時(shí)設(shè)置產(chǎn)物質(zhì)量比例為0.01，用于啟動(dòng)反應(yīng)。渦耗散模型的使用適用條件：湍流（高Re數(shù)），快速化學(xué)反應(yīng)（高Da數(shù)），預(yù)混、非預(yù)混、部分預(yù)混；案例：氣體反應(yīng)、煤燃燒；限制條件：（1）混合時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間相似時(shí)不可靠；（2）沒有從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度去控制中間物質(zhì)；（3）不能模擬點(diǎn)燃、熄滅等動(dòng)力學(xué)細(xì)節(jié)現(xiàn)象。渦耗散模型舉例燃?xì)馊肟邳c(diǎn)火燃燒：150m/s煙氣出口物理模型實(shí)例演練二、渦耗散模型模型及邊界條件功率：16kw,天然氣作為燃料；模型：渦破碎燃燒模型（EDC），

離散坐標(biāo)輻射模型（DO）；管壁：601合金，3mm厚，發(fā)射率0.85；爐溫：950℃空氣預(yù)熱溫度：627℃排煙壓力：-500pa3、有限速率/渦耗散模型簡(jiǎn)單結(jié)合了Arrhenius公式和渦耗散方程。避免預(yù)混燃燒中，ED模型出現(xiàn)的提前燃燒問題。有限速率/渦耗散模型同時(shí)計(jì)算Arrhenius公式和渦耗散方程；凈反應(yīng)速率取兩個(gè)速率中的較小值。Arrhenius速率：作為動(dòng)力學(xué)開關(guān)，阻止反應(yīng)發(fā)生在火焰穩(wěn)定器之前；點(diǎn)燃后，渦耗散速率一般小于Arrhenius速率。有限速率/渦耗散模型優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)合了動(dòng)力學(xué)因素和湍流因素；缺點(diǎn)：只能用于單步或雙步反應(yīng)。（1）多步反應(yīng)機(jī)理基于Arrhenius速率，每個(gè)反應(yīng)的都不一樣；（2）渦耗散模型中，每個(gè)反應(yīng)都有同樣的湍流速率；（3）不能預(yù)測(cè)化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制的物質(zhì)，如活性物質(zhì)。4、渦耗散概念模型Eddy-DissipationConceptEDC模型理論是渦耗散模型的擴(kuò)展，在湍流流動(dòng)中包括了詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，假定化學(xué)反應(yīng)都發(fā)生在小渦當(dāng)中，反應(yīng)時(shí)間由小渦的生存時(shí)間和化學(xué)反應(yīng)本社所需要的時(shí)間來共同控制；小渦的尺度由下式計(jì)算：認(rèn)為物質(zhì)在這個(gè)尺度中，反應(yīng)經(jīng)過一個(gè)時(shí)間尺度：容積比率常數(shù)，=2.1377時(shí)間尺度常數(shù)，=0.4082EDC模型理論FLUENT中，小渦的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在等條件下，初始條件為單元中當(dāng)前的組分和溫度，速率計(jì)算采用Arrhenius公式，采用數(shù)值積分的方法來計(jì)算經(jīng)過一個(gè)時(shí)間后的反應(yīng)物狀態(tài)。源項(xiàng)計(jì)算公式：組分守恒方程EDC模型特點(diǎn)湍流反應(yīng)中考慮了詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理；數(shù)值積分計(jì)算開銷很大，計(jì)算速度較慢；在快速化學(xué)反應(yīng)假定無效的情況下使用該模型，即低Da數(shù)，如快速熄滅火焰中中CO緩慢燃燒、NOx的生成等；推薦使用雙精度求解器，避免反應(yīng)速率中指前因子和活化能產(chǎn)生的誤差。EDC模型的使用適用條件：湍流，低Da數(shù)，預(yù)混、非預(yù)混和部分預(yù)混燃燒；案例：（1）湍流反應(yīng)中的預(yù)混合有限比例現(xiàn)象；（2）CO的緩慢燃燒；（3）NOx的形成.限制條件：占用CPU資源較多，默認(rèn)使用ISAT算法加速EDC模型FLUENT設(shè)置1、選擇EDC模型容積比例常數(shù)時(shí)間比例常數(shù)EDC模型FLUENT設(shè)置2、查看化學(xué)反應(yīng)（define-materials-reaction）計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，定義活化能和指前因子FLUENT相關(guān)設(shè)置3、設(shè)置點(diǎn)火高溫區(qū)域Solve-initiaze-patch5、有限速率模型總結(jié)模型層流有限速率有限速率/EDMEDMEDC特點(diǎn)使用Arrhenius計(jì)算燃燒速率，忽略湍流脈動(dòng)影響反應(yīng)速率取Arrhenius和渦耗散方程較小者反應(yīng)速率由湍流混合控制在湍流流動(dòng)中包含了詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理適用條件層流火焰單步、雙步反應(yīng)非預(yù)混火焰快速化學(xué)反應(yīng)假定無效的情況缺點(diǎn)不適合湍流燃燒不適合多步反應(yīng)忽略了復(fù)雜的化學(xué)動(dòng)力學(xué)因素占用計(jì)算機(jī)內(nèi)存很大三、非預(yù)混模型非預(yù)混燃燒：燃料和氧化劑以相異流進(jìn)入反應(yīng)區(qū)。非預(yù)混模型假設(shè)前提：反應(yīng)是受混合速率控制，即已經(jīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，每個(gè)單元內(nèi)的組分及性質(zhì)由燃料和氧化劑的湍流混合強(qiáng)度所控制。非預(yù)混模型基本思想：（1）熱化學(xué)減少成單一參數(shù)：混合分?jǐn)?shù)f，f表示所有組分中未知燃料流元素（C、H等）的局部質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）質(zhì)量分?jǐn)?shù)是一個(gè)守恒的量，控制方程中不含源項(xiàng)，燃燒被簡(jiǎn)化為一個(gè)混合問題。模型：平衡混合分?jǐn)?shù)的PDF模型。（PDF：ProbabilityDensityFunction:概率密度函數(shù)）非預(yù)混模型概述只適應(yīng)用于非預(yù)混(擴(kuò)散)火焰燃燒假定化學(xué)反應(yīng)過程受混合速率控制滿足局部化學(xué)平衡.控制體（計(jì)算單元）組分、物性決定于燃料和氧化劑在該處的混合程度.化學(xué)反應(yīng)機(jī)理不明確.用化學(xué)平衡計(jì)算來處理化學(xué)反應(yīng)(PDF表).只求解混合物分?jǐn)?shù)及其方差的輸運(yùn)方程,無需求解組分的輸運(yùn)方程.可以嚴(yán)格考慮湍流與化學(xué)反應(yīng)的相互作用1、非預(yù)混模型理論定義混合分?jǐn)?shù)fZi：元素i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Zi,ox：氧化劑入口處i元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Zi,fuel：燃料入口處i元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)f=0時(shí)，已經(jīng)完全燃燒，f=1時(shí)，未開始燃燒。f表示的計(jì)算控制容積里燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。非預(yù)混模型理論由于湍流的紊態(tài)對(duì)流通常超過分子擴(kuò)散，故組分傳輸方程可以被減少為一個(gè)單一的關(guān)于混合分?jǐn)?shù)f的方程。平均混合分?jǐn)?shù)脈動(dòng)值的方程：Sm為液體或固體燃料傳入氣相中的量；混合分?jǐn)?shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）將化學(xué)反應(yīng)減少為一個(gè)或二個(gè)守恒的混合分?jǐn)?shù)；（2）所有的熱化學(xué)標(biāo)量（組分濃度、密度和溫度）均唯一與混合分?jǐn)?shù)有關(guān)；（3）給定系統(tǒng)中的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，流場(chǎng)中任意一點(diǎn)的混合分?jǐn)?shù)值可用于計(jì)算組分濃度、密度和溫度值。由f計(jì)算組分濃度平衡假設(shè)：對(duì)于化學(xué)平衡來說，為使其總存在分子水平上，化學(xué)反應(yīng)足夠迅速，根據(jù)最小吉布斯自由能法則，對(duì)于某個(gè)特定的燃燒系統(tǒng)，一個(gè)f值對(duì)應(yīng)著一個(gè)確定的組分濃度。平衡假設(shè)化學(xué)平衡假設(shè)化學(xué)反應(yīng)很快到達(dá)平衡.可以考慮中間組分.絕熱與非絕熱選擇以下幾種情況必須使用非絕熱預(yù)混模型方法：與壁面有對(duì)流或輻射傳熱入口燃料和氧化劑溫度不同有顆?；蛞旱未嬖?、湍流-化學(xué)反應(yīng)相互作用之前模型給出的是混合分?jǐn)?shù)f與組分濃度、密度、溫度之間的瞬時(shí)關(guān)系，對(duì)于紊態(tài)流動(dòng)，這些值存在脈動(dòng)，需要求解的是這些脈動(dòng)量的時(shí)間平均值，也就是解決湍流與化學(xué)反應(yīng)之間的相互作用問題。概率密度函數(shù)法（PDF）概率密度函數(shù)法-PDF右圖表示在時(shí)間T內(nèi)f隨時(shí)間的脈動(dòng)值；左圖的橫坐標(biāo)p(f)即為概率密度函數(shù)，表示流動(dòng)花在狀態(tài)f的時(shí)間分?jǐn)?shù)；概率密度函數(shù)p(f)P(f)描述了湍流中f的瞬時(shí)脈動(dòng)值，因此可以用來計(jì)算依賴于f的時(shí)間平均值，計(jì)算公式為：其中時(shí)均值在FLUENT中表示的是組分濃度、密度或溫度。P(f)函數(shù)分布來源：根據(jù)濃度脈動(dòng)值方面的測(cè)量，由實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果得到，主要有兩個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)，雙函數(shù)、

函數(shù)。PDF計(jì)算結(jié)果PDF計(jì)算結(jié)果溫度和混合分?jǐn)?shù)的關(guān)系PDF計(jì)算結(jié)果組分與混合分?jǐn)?shù)的關(guān)系3、非預(yù)混模型的使用條件分離的燃料和氧化劑入口的擴(kuò)散燃燒當(dāng)使用單一混合時(shí)，燃料和氧化劑可以使單質(zhì)或混合物，可以有多個(gè)燃料和氧化劑入口，但各個(gè)燃料或氧化劑入口的成分必須相同。單個(gè)混合分?jǐn)?shù)模擬系統(tǒng)Fuel/air擴(kuò)散火焰:多氧化劑入口的擴(kuò)散火焰:多燃料進(jìn)口的擴(kuò)散火焰:非預(yù)混模型的使用條件當(dāng)使用兩個(gè)混合分?jǐn)?shù)時(shí)，可定義：兩種不同組分燃料+一種氧化劑流、氣液/氣煤/液煤混合物+一種氧化劑、兩種不同組分氧化劑+一種燃料。必須是湍流非預(yù)混模型小結(jié)優(yōu)點(diǎn):可以計(jì)算中間組分.考慮分裂影響.考慮湍流－化學(xué)反應(yīng)之間作用.無需求解組分輸運(yùn)方程（特別是多組分），簡(jiǎn)化計(jì)算量性能好，經(jīng)濟(jì)缺點(diǎn):系統(tǒng)必須滿足（靠近）局部平衡.不能用于可壓速或非湍流流動(dòng).不能用于預(yù)混燃燒.4、FLUENT設(shè)置步驟1、選擇非預(yù)混模型2、定義化學(xué)模型選擇平衡化學(xué)模型選擇絕熱或非絕熱定義二次流經(jīng)驗(yàn)流（一般用于煤粉燃燒，氣相燃料不適用）需要輸入燃料的低位發(fā)熱量和比熱。FLUENT設(shè)置步驟3、定義邊界查找需要的物質(zhì)燃料和氧化劑的化學(xué)成分選擇需要添加的物質(zhì)定義溫度FLUENT設(shè)置步驟4、計(jì)算查詢表5、顯示計(jì)算結(jié)果煤粉燃燒模擬三種模擬選項(xiàng)：煤作為唯一燃料：使用二混合分?jǐn)?shù)，一個(gè)是焦炭100%C(s)，另一個(gè)是揮發(fā)分；煤作為唯一燃料：使用單混合分?jǐn)?shù)，煤的成分包括焦炭和揮發(fā)分；煤和其它燃料（氣體或液體）一起使用：使用二混合分?jǐn)?shù)，分別代表兩種燃料；兩種模擬方法傳統(tǒng)方法：選擇煤燃燒系統(tǒng)的組分列表（如，C3H8,CH4,CO,CO2,H2O(l),H2O,H2,O，C(s),O2,和N2），還可以選擇灰分ash，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)輸入。近似分析重量％kg（DAF）Moles（DAF）摩爾分?jǐn)?shù)（DAF）揮發(fā)分C3H8CO固定碳（C(s)）灰3060100.18330.11670.6-0.04170.04170.6-0.07150.07150.8570-總量0.58341.0兩種模擬方法經(jīng)驗(yàn)燃料法（EmpiricalStream）：選擇C、H、O、N、S作為基本元素，按照經(jīng)驗(yàn)值輸入元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。元素Wt％（DAF）Wt%（DAF）C89.389.3H5.05.0O3.43.4N1.52.3S0.8-兩種模擬方法經(jīng)驗(yàn)燃料法：也可把煤分為焦炭和揮發(fā)分，用二混合分?jǐn)?shù)來處理，焦炭輸入C(s),揮發(fā)分采用元素分析值。揮發(fā)分元素分析值元素質(zhì)量Wt%摩爾摩爾分?jǐn)?shù)C（89.3～69.6）0.655.40.24H5.00.16160.70O3.40.110.70.03N2.30.080.60.03總量30.422.7實(shí)例演練三、非預(yù)混模型氧化劑入口燃料1入口燃料2入口出口5、層流火焰面模型Equilibrium：化學(xué)平衡假設(shè)，燃燒系統(tǒng)總處于平衡狀態(tài)；SteadyFlamelet：局部化學(xué)平衡會(huì)導(dǎo)致不真實(shí)的結(jié)果，有些燃燒存在非平衡效應(yīng)，如射流火焰的抬舉和吹熄現(xiàn)象。層流火焰面模型基本思想：（1）把離散、定常層流火焰成為小火焰，并用之近似模擬紊流火焰；（2）假定個(gè)體的小火焰和層流火焰擁有相似的結(jié)構(gòu)，小火焰是由計(jì)算或?qū)嶒?yàn)得到的；優(yōu)點(diǎn)：將實(shí)際的動(dòng)力效應(yīng)融合在紊流火焰之中；局限：適用于相對(duì)高速的化學(xué)反應(yīng)中，不適合于燃燒速度緩慢的火焰，如點(diǎn)火、熄火和Nox的生成（應(yīng)選擇EDC模型）?；鹧娴姆瞧胶庑詳U(kuò)散火焰中，燃料和氧化劑遇到活化中心發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量和組分由火焰中心揮發(fā)出去，增加了局部的不平衡性，不平衡性是由于紊流所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)變引起的。小火焰模型認(rèn)為紊流是由紊流流動(dòng)區(qū)域內(nèi)很薄的局部一維層流小火焰構(gòu)成？？層流火焰面模型把混合分?jǐn)?shù)PDF擴(kuò)展到模擬中度化學(xué)非平衡燃燒模擬中；計(jì)算方法：解輸運(yùn)方程中的混合分?jǐn)?shù)變化，為考慮非平衡效果，計(jì)算擴(kuò)散標(biāo)量，也就是火焰應(yīng)變比例。小火焰模型理論用混合分?jǐn)?shù)f和標(biāo)量函數(shù)來表述化學(xué)反應(yīng)。

（D：擴(kuò)散系數(shù)）

用來量化燃燒非平衡偏離，當(dāng)值趨于0時(shí)，化學(xué)反應(yīng)區(qū)域平衡，當(dāng)值增加時(shí)，燃燒的非平衡型增加。模型中溫度和組分濃度完全是f和的函數(shù)。小火焰模型的假設(shè)和限制條件模型中只能用單混合分?jǐn)?shù)，不允許使用雙混合分?jǐn)?shù)；假定混合分?jǐn)?shù)f遵循-pdf函數(shù)，耗散標(biāo)量遵循雙δ-pdf函數(shù)；以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的氣流不能用于小火焰模型。小火焰模型的使用適用條件：高速湍流，適度的非平衡，非預(yù)混；案例：（1）預(yù)測(cè)噴流火焰中的發(fā)射和吹出現(xiàn)象；（2）內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)非定常火焰子模型）限制條件：不能模擬點(diǎn)火、熄滅和低Da數(shù)情況。FLUENT設(shè)置需要從CHEMKIN導(dǎo)入物質(zhì)的熱力性質(zhì)、傳輸和反應(yīng)數(shù)據(jù)。四、預(yù)混燃燒模型預(yù)混燃燒：燃料和氧化劑在點(diǎn)火之前進(jìn)行分子級(jí)別的混合，反應(yīng)在燃燒區(qū)域發(fā)生，這個(gè)區(qū)域?qū)⑽慈紵姆磻?yīng)物和燃燒產(chǎn)物分開。如吸氣式內(nèi)燃機(jī)、稀薄燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、氣體泄漏爆炸等。預(yù)混燃燒模擬的難點(diǎn)預(yù)混燃燒通常作為薄層火焰產(chǎn)生，被湍流拉伸或扭曲，火焰?zhèn)鞑サ恼w速率受層流火焰速度和湍流漩渦控制；為得到層流火焰速度，需要確定內(nèi)部火焰結(jié)構(gòu)和詳細(xì)的化學(xué)動(dòng)力學(xué)及分子擴(kuò)散過程，實(shí)際的火焰厚度只有微米級(jí)別；湍流作用使得傳播中的層流火焰杯皺折、拉伸，增加了薄層面積，提高了火焰速度；關(guān)鍵：捕獲湍流火焰速度，受層流火焰速度和湍流的影響。預(yù)混模型使用限制必須使用非耦合求解器；（define-models-solver:Pressurebased）只對(duì)湍流、亞音速模型有效；不能和污染物模型（如NOx）一起使用；不能模擬離散相粒子的反應(yīng)，只有惰性粒子才能與預(yù)混模型一起使用。1、預(yù)混模型理論火焰前鋒的傳播：預(yù)混燃燒時(shí)，火焰發(fā)生在一個(gè)非常薄的火焰層中，火焰前鋒移動(dòng)時(shí)，未燃反應(yīng)物燃燒變?yōu)楫a(chǎn)物，火焰層將反應(yīng)的流場(chǎng)分為已燃物區(qū)和未燃物區(qū)，反應(yīng)的傳播等同于火焰前鋒的傳播預(yù)混燃燒--Zimont模型反應(yīng)進(jìn)程變量c：Yp：當(dāng)前產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Ypad：完全絕熱燃燒后產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；標(biāo)量c的輸運(yùn)方程：Sct：施密特?cái)?shù)，Sc為反應(yīng)進(jìn)程源項(xiàng)：Ut：湍流火焰速度，求解的關(guān)鍵。受兩個(gè)因素影響：層流火焰速度；渦流引起的火焰前鋒的折皺、拉伸和加厚。求解湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣萓t時(shí)考慮：（1）預(yù)混燃料當(dāng)量比（2）湍流引起的火焰前鋒皺折和增厚（3）湍流拉伸引起的火焰前鋒淬熄（4）分子擴(kuò)散湍流火焰速度化學(xué)反應(yīng)時(shí)間尺度。湍流火焰速度FLUENT中計(jì)算火焰速度公式：A模型常數(shù)，u’速度均方值，Ul層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，為熱擴(kuò)散系數(shù)，為湍流時(shí)間長(zhǎng)度尺度，湍流時(shí)間尺度，湍流化學(xué)反應(yīng)時(shí)間尺度。湍流長(zhǎng)度尺寸常數(shù)CD湍流火焰速度常數(shù)A拉伸系數(shù)湍流施密特?cái)?shù)Sct拉伸系數(shù)為了考慮火焰面拉伸所導(dǎo)致的吹熄現(xiàn)象，在反應(yīng)源項(xiàng)中乘以一個(gè)拉伸因子G，即：其中：以上各式中出現(xiàn)的一些常數(shù)值在FLUENT默認(rèn)條件下為：A=0.52，CD=0.37，μstr=0.26，Sct=0.7溫度的計(jì)算絕熱溫度計(jì)算：模型假設(shè)未燃混合物溫度Tu和絕熱條件下燃燒產(chǎn)物溫度Tad之間成線性變化。溫度計(jì)算非絕熱溫度計(jì)算：求解能量輸運(yùn)方程中得到系統(tǒng)中能量的得失，包括化學(xué)反應(yīng)熱源、輻射產(chǎn)生熱損失等，以焓表示的能量方程為：Sh,rad：輻射導(dǎo)致的熱損失；Sh,chem：化學(xué)反應(yīng)得到的熱量反應(yīng)進(jìn)程源項(xiàng)：Hcomb:每1kg燃料產(chǎn)生的熱量，Yfuel：未燃混合物中燃料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。密度的計(jì)算絕熱火焰

非絕熱火焰預(yù)混燃燒模型的使用適用條件：湍流、快速化學(xué)反應(yīng)、預(yù)混合；案例：（1）預(yù)混合反應(yīng)流系統(tǒng)；（2）低預(yù)混合燃?xì)鉁u輪燃燒室。限制條件：不能模擬點(diǎn)火、熄滅和低Da數(shù)的情況。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇預(yù)混模型2、確定絕熱或非絕熱（如果有fluent材料庫(kù)中的模型，可以首先選擇一種）FLUENT相關(guān)設(shè)置2、定義材料屬性絕熱未燃反應(yīng)物密度未燃反應(yīng)物溫度絕熱燃燒產(chǎn)物溫度動(dòng)力黏度熱擴(kuò)散系數(shù)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扰R界變化率（火焰拉伸）FLUENT相關(guān)設(shè)置2、定義材料屬性非絕熱未燃反應(yīng)物密度未燃反應(yīng)物溫度比熱導(dǎo)熱率動(dòng)力黏度熱擴(kuò)散系數(shù)層流火焰?zhèn)鞑ニ俣扰R界變化率（火焰拉伸）燃燒熱未燃物質(zhì)量分?jǐn)?shù)FLUENT相關(guān)設(shè)置3、設(shè)置邊界條件（關(guān)鍵在于設(shè)置反應(yīng)進(jìn)程量C的值）C=0:未燃混合物C=1：燃燒后的混合物FLUENT相關(guān)設(shè)置計(jì)算后處理進(jìn)程變量CDamkohler數(shù)（混合時(shí)間/反應(yīng)時(shí)間）拉伸因子湍流火焰速度靜態(tài)溫度產(chǎn)物生成速率層流火焰速度臨界應(yīng)力速率未燃燃料質(zhì)量分?jǐn)?shù)FLUENT相關(guān)設(shè)置顯示質(zhì)量分?jǐn)?shù)—用戶定義函數(shù)未燃混合物中某種物質(zhì)濃度：已燃混合物中某種物質(zhì)濃度：Define-customfieldfunction預(yù)混模型總結(jié)適用條件湍流快速化學(xué)反應(yīng)只有預(yù)混合限制條件不能模擬運(yùn)動(dòng)學(xué)細(xì)節(jié)中的實(shí)際現(xiàn)象（如點(diǎn)燃、熄滅和低Da數(shù)）。實(shí)例演練四：預(yù)混燃燒混合燃料入口1混合燃料入口2煙氣出口五、部分預(yù)混燃燒模型部分預(yù)混燃燒系統(tǒng)：帶有不均勻燃料-氧化劑的混合物的預(yù)混燃燒火焰。如：預(yù)混的混合物噴射到靜止的大氣中。幾種燃燒方式比較預(yù)混燃燒擴(kuò)散燃燒部分預(yù)混燃燒部分預(yù)混模型思想非預(yù)混模型和預(yù)混模型的結(jié)合。非預(yù)混模型：預(yù)混模型：部分預(yù)混模型理論預(yù)混火焰c決定火焰前鋒的位置。（1）燃盡帶c=1：混合物已燃，采用守恒標(biāo)量f-PDF或?qū)恿骰鹧婷婺Ｐ颓蠼猓唬?）未燃?xì)怏wc=0：各標(biāo)量按照未燃燒的混合物分?jǐn)?shù)來計(jì)算；（3）燃燒帶0<c<1：未燃物和已燃物采用線性處理；平衡標(biāo)量計(jì)算：f和c的概率密度函數(shù)。部分預(yù)混模型理論在未燃混合物里忽視了湍流波動(dòng)(PDF)和非絕熱的影響，故計(jì)算的標(biāo)量只是的函數(shù)，這個(gè)假設(shè)對(duì)于大多數(shù)部分預(yù)混燃燒時(shí)有效的，以便于減少內(nèi)存的需求；層流火焰速度：理論上很難確定，通常經(jīng)過試驗(yàn)或一維計(jì)算得來，F(xiàn)LUENT中使用擬合曲線Goyygens來確定，這些火焰速度對(duì)于燃料是純H2,CH4,C2H2,C2H4,C2H6,和C3H8

是比較精確的，但如果氧化劑不是空氣，這種曲線擬合可能不正確。部分混合模型的使用適用條件：湍流，均衡或非均衡，部分預(yù)混；案例（1）有稀釋冷卻孔的燃?xì)鉁u輪燃燒室；（2）同時(shí)有預(yù)混合非預(yù)混混合流的系統(tǒng)。限制條件：混合時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間相似時(shí)不可靠；不能模擬點(diǎn)火、熄滅等現(xiàn)象。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇非預(yù)混燃燒選擇創(chuàng)建PDF表設(shè)置平衡、是否絕熱選擇二次流FLUENT相關(guān)設(shè)置2、設(shè)置燃料、氧化劑燃料和氧化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義燃料時(shí)一定要注意：（1）如果定義的燃料是進(jìn)口預(yù)混組分，那么入口邊界條件的f=1；（2）如果定義的是純?nèi)剂希瑒t入口邊界條件0<f<1，應(yīng)根據(jù)入口處的成分計(jì)算；FLUENT相關(guān)設(shè)置3、計(jì)算PDF表FLUENT相關(guān)設(shè)置4、設(shè)置材料屬性導(dǎo)熱率和動(dòng)力粘度可設(shè)置為隨溫度變化層流火焰速度采用了分段函數(shù)擬合，無需設(shè)置FLUENT相關(guān)設(shè)置5、邊界條件定義燃料時(shí)一定要注意：（1）如果定義的燃料是進(jìn)口預(yù)混組分，那么入口邊界條件的f=1；（2）如果定義的是純?nèi)剂?，則入口邊界條件0<f<1，應(yīng)根據(jù)入口處的成分計(jì)算；實(shí)例演練五：部分預(yù)混燃燒入口20%CH480%air出口六、聯(lián)合PDF燃燒模型基本思想：直接求解關(guān)于概率密度函數(shù)PDF輸運(yùn)方程，求處所有與流動(dòng)、燃燒有關(guān)的參數(shù)。聯(lián)合PDF燃燒模型優(yōu)點(diǎn)：1、取消了其他模型的假設(shè)前提，對(duì)于守恒方程中的對(duì)流項(xiàng)、非線性化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)、壓力項(xiàng)可以精確處理；2、可以提供流場(chǎng)的完整信息；3、可以模擬著火、熄火、湍流燃燒和污染物的生成過程。PDF模型方程速度PDF方程；標(biāo)量PDF方程；速度標(biāo)量聯(lián)合PDF方程；速度、耗散率和標(biāo)量聯(lián)合的PDF方程。速度與標(biāo)量聯(lián)合PDF方程聯(lián)合PDF燃燒模型可以精確、詳細(xì)地模擬湍流和詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)之間的相互作用。被認(rèn)為是模擬湍流燃燒最精確的方法??！缺點(diǎn)：需要極大的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間。（Brewster：4302個(gè)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，計(jì)算甲烷-空氣湍流燃燒，在HP工作站上計(jì)算約210h）該模型在大尺寸工業(yè)裝置模擬受限。??！很多研究者認(rèn)為這是湍流燃燒模擬的發(fā)展方向。燃燒模型總結(jié)層流有限速率：層流；ED：一步或兩步反應(yīng)；ED/有限速率：EDC：NO緩慢燃燒、Nox生成非預(yù)混：(1)平衡法：擴(kuò)散燃燒(2)火焰面模型：擴(kuò)散燃燒預(yù)混：預(yù)混燃燒部分預(yù)混：部分預(yù)混綜合PDF輸運(yùn)：所有燃燒燃燒模型使用經(jīng)驗(yàn)任何一種模型都有一定的假設(shè)條件，模型建立過程中都或多或少地忽略了一部分影響因素，因此沒有任何一個(gè)模型的計(jì)算結(jié)果是精確的；選擇模型時(shí)，首先必須滿足其基本使用條件，在此基礎(chǔ)上，使用不同模型進(jìn)行模擬，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)或工業(yè)測(cè)試結(jié)果比較，最終選擇確定最佳模型。七、表面化學(xué)反應(yīng)氣相化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)按照體積定義，化學(xué)組分生成和消耗速率成為組分守恒方程中的源項(xiàng)；表面反應(yīng)和化學(xué)蒸汽沉積：受化學(xué)動(dòng)力學(xué)和表面擴(kuò)散速率的控制，要確定表面組分的沉積速率，表面化學(xué)反應(yīng)速率的定義和計(jì)算時(shí)按照單位表面積定義的。表面化學(xué)反應(yīng)理論第r個(gè)壁面的表面化學(xué)反應(yīng)：第r個(gè)反應(yīng)的速率為（假設(shè)與凝固態(tài)無關(guān)）

（Arrehnius計(jì)算）++表面化學(xué)反應(yīng)理論壁面處每個(gè)組分i的凈生成或消耗速率為：表面化學(xué)反應(yīng)建模的目標(biāo)是計(jì)算壁面上氣態(tài)組分和吸收組分的濃度。表面化學(xué)反應(yīng)理論假設(shè)每個(gè)氣態(tài)組分的質(zhì)量流量與其生成/消耗速率相平衡。mdep為表面反應(yīng)的質(zhì)量沉積速率通過以上方程可以求出壁面上組分i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Yi和凈生成速率Ri，F(xiàn)LUENT這些表達(dá)式來計(jì)算氣相組分濃度。表面化學(xué)反應(yīng)理論HeatofSurfaceReaction包括表面化學(xué)反應(yīng)的熱量，F(xiàn)LUENT默認(rèn)缺省設(shè)置，忽略表面反應(yīng)熱。MassDepositionSource計(jì)算來自表面的凈質(zhì)量流量的動(dòng)量。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇組分傳輸及化學(xué)反應(yīng)-湍流模型；2、選擇體積及表面反應(yīng)；3、選擇是否需要考慮壁面反應(yīng)熱和表面質(zhì)量流量動(dòng)量。FLUENT相關(guān)設(shè)置3、定義材料（常規(guī)設(shè)置）4、定義壁面邊界條件。（define-b.c-wall-species）標(biāo)明化學(xué)反應(yīng)對(duì)該壁面有無影響。定義壁面處的組分濃度。八、微粒表面的化學(xué)反應(yīng)煤粉的燃燒炭粒的燃燒過程微粒表面反應(yīng)理論微粒表面化學(xué)反應(yīng)速率：

：微粒表面組分侵蝕速率kg/s（計(jì)算微粒直徑）；Ap：微粒表面面積；Yj：組分濃度；

：效率因子；Rjr：微粒表面化學(xué)反應(yīng)速率kg/s；Pn氣體組分分壓；D0,r：反應(yīng)r的擴(kuò)散率系數(shù)；Rkin,r：反應(yīng)r的動(dòng)力學(xué)速率；N：反應(yīng)r的階數(shù)。FLUENT相關(guān)設(shè)置1、選擇組分傳輸模型混合物材料體積和顆粒表面反應(yīng)湍流-化學(xué)相互作用模型九、離散相的模擬Define-models-discretemodel應(yīng)用：煤粉燃燒，顆粒與氣體的相互運(yùn)動(dòng)。多相流模擬方法歐拉-歐拉法：以空間點(diǎn)為時(shí)間對(duì)象，對(duì)連續(xù)相和顆粒在歐拉框架下求解N-S方程。歐拉-拉格朗日法：以單個(gè)粒子為對(duì)象，連續(xù)相在歐拉框架下求解，粒子在拉格朗日框架下求解，即discretemodel，首先計(jì)算連續(xù)場(chǎng)，再結(jié)合流場(chǎng)求每一個(gè)顆粒的受力，F(xiàn)LUENT可以模擬顆粒的傳熱傳質(zhì)，即燃燒等化學(xué)反應(yīng)；使用條件：離散相比較稀疏的情況，忽略顆粒之間的相互作用，一般要求顆粒體積分?jǐn)?shù)小于10%-12%。FLUENT離散相模型功能離散相重力、慣性、布朗運(yùn)動(dòng)等；湍流漩渦作用對(duì)顆粒造成的影響；顆粒的加熱、冷卻（惰性粒子）；液滴的蒸發(fā)與沸騰；顆粒燃燒：揮發(fā)分析出及焦炭的燃燒。運(yùn)用：顆粒分離與分級(jí)、噴霧干燥、液體中氣泡的攪渾、液體燃料燃燒、煤粉燃燒。離散相模型使用限制不能使用周期性邊界條件；預(yù)混燃燒模型只能使用不帶化學(xué)反應(yīng)的顆粒；不能使用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，離散相設(shè)定為從一個(gè)表面進(jìn)入流場(chǎng)，粒子所在平面不能隨網(wǎng)格一起運(yùn)動(dòng)；最好不要使用多參考坐標(biāo)系，顆粒軌道的顯示可能沒有意義；離散相模型計(jì)算過程在拉格朗日坐標(biāo)系下，求解顆粒、液滴、氣泡的軌道.并與連續(xù)相（氣相）進(jìn)行熱、質(zhì)量和動(dòng)量的耦合求解。稀疏相體積分?jǐn)?shù)必須<10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以比較高不考慮顆粒之間作用、顆粒破碎模擬湍流彌撒隨機(jī)軌道（Stochastictracking）顆粒云團(tuán)模型（Particlecloud）顆粒軌道模型

uniform,Rosin-Rammler

Rosin-Rammlerlogarithmic計(jì)算連續(xù)相流動(dòng)場(chǎng)計(jì)算顆粒軌道更新連續(xù)相源項(xiàng)模型選擇粒徑分布方式（根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定）顆粒彌散模型顆粒軌道模型Monte-Carlo方法模擬湍流顆粒彌散(discreterandomwalks)顆粒運(yùn)動(dòng)計(jì)算中考慮氣體的平均速度及隨機(jī)湍流脈動(dòng)速度的影響。每個(gè)軌道包含了一群具有相同特性的顆粒，如相同的初始直徑，密度等.考慮湍流彌散尤為重要更復(fù)合真實(shí)物理過程，但計(jì)算量更大。可以通過光滑源項(xiàng)、消除與氣相的耦合來強(qiáng)化計(jì)算穩(wěn)定性；Coalparticletracksinanindustrialboiler顆粒云團(tuán)模型用平均速度決定顆粒的平均軌道；假定平均軌道為3D多變量的Gaussian分布，計(jì)算顆粒偏離的范圍；該模型計(jì)算精確度下降：（1）氣相性質(zhì)T、P等使用云平均；（2）有大量顆粒循環(huán)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：減少了計(jì)算量，增加了穩(wěn)定性經(jīng)典算例：煤粉燃燒煤粉燃燒系統(tǒng)為一個(gè)簡(jiǎn)單的10m*1m的二維管道，對(duì)稱結(jié)構(gòu)，取一半模擬，2D管道進(jìn)口為兩股流動(dòng)，空氣入口尺寸、速度如圖所示；溫度為300K的煤粒在高速流附近以0.2kg/s的質(zhì)量流量進(jìn)入爐膛，使用非預(yù)混pdf和離散相進(jìn)行模擬。讀取網(wǎng)格，檢查質(zhì)量File-read-case-coalpdfanddpm.msh;檢查網(wǎng)格：Grid-check;定義長(zhǎng)度單位：grid-scale;平滑網(wǎng)格質(zhì)量：grid-smooth/swapgrid.定義求解器Define-models-solver求解方式空間模型Axisymmetric:圓柱問題轉(zhuǎn)2DSwirl：3D旋轉(zhuǎn)問題時(shí)間模型穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)能量及湍流方程Define-models-energy能量方程使用絕熱系統(tǒng)時(shí)不需要Define-models-viscous湍流模型一般選擇k-epsilon模型定義非預(yù)混PDF模型Define-models-species–transport&reaction化學(xué)參數(shù)定義Non-premisedcombustionCreatetableEquilibriumNon-AdiabaticEmpiricallyfuelstream燃料熱值和比熱（3.53e+07J/kg,1000J/kg.K）定義煤的成分Boundary燃料成分、氧化劑成分（注意質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)）燃料、氧化劑溫度煤的元素分析值舉例定義系統(tǒng)中平衡的化學(xué)物質(zhì)根據(jù)燃料類型和燃燒系統(tǒng)來確定。煤粉燃燒一般取下列13種物質(zhì)：C、C<s>、CH4、CO、CO2、H、H2、H2O、N、N2、O、O2、OH-自動(dòng)設(shè)置。Control系統(tǒng)不包含的物質(zhì)（一般是N、O化物）計(jì)算PDF表平均混合分?jǐn)?shù)點(diǎn)數(shù)平均混合分?jǐn)?shù)標(biāo)化個(gè)數(shù)最大組分?jǐn)?shù)平均焓值點(diǎn)數(shù)最低溫度點(diǎn)擊開始計(jì)算查看PDF表2D或3D顯示X軸變量顯示PDF結(jié)果圖溫度分布、濃度分布、密度分布保存pdf表：file-write-pdf，和case文件保存在同一個(gè)路徑下，以便以后讀取。選擇輻射模型Define-models-radiationFLUENT提供了五種輻射模型，只有P1模型和DO模型可以計(jì)算氣體與顆粒之間的輻射換熱。建立離散相Define-models-discretephase選擇流體與顆粒相互作用；設(shè)定每次顆粒計(jì)算后的連續(xù)相計(jì)算步數(shù)；Maxnumberofsteps：中止顆粒軌跡；Lengthscale：控制每一次步數(shù)大小；（LengthScale控制離散相軌跡綜合中用到的每一次步數(shù)的大小。這兒用到的值0.01m意味著10m長(zhǎng)的一段軌跡要計(jì)算1000步左右。）創(chuàng)建離散相煤射入軌跡Define-injections-create創(chuàng)建離散相煤射入軌跡射流名稱射入形式、射入流數(shù)量顆粒形式：燃燒材料(可自定義屬性)粒徑分布顆粒流性質(zhì)（射入點(diǎn)坐標(biāo)、速度、溫度、粒徑、質(zhì)量流量）湍流彌散模型顆粒流性質(zhì)定義材料屬性Define-materials混合成分各組分氣體固體燃燒顆粒定義連續(xù)相材料Define-materials-mixture需要定義四個(gè)變量：導(dǎo)熱率、動(dòng)力粘度；吸收系數(shù)、散射系數(shù)。不需要定義的量：密度、比熱（PDF表）Absorptioncoefficient：計(jì)算輻射方程的氣體吸收系數(shù)，一般選擇wsggm-cell-based，吸收系數(shù)隨氣體成分變化而變化。定義各組分材料屬性fluid可定義的屬性：比熱摩爾質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)焓、熵、溫度；不需要定義的屬性：密度（PDF）定義燃燒顆粒的屬性Combusting-particle密度、比熱、導(dǎo)熱率；LatentHeat:揮發(fā)分蒸發(fā)耗熱量；VaporizationTemperature:液化溫度；VolatileComponentFraction:揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；BinaryDiffusivity：顆粒表面氧化劑擴(kuò)散率；ParticleEmissivity：顆粒輻射系數(shù)；ParticleScatteringFactor：顆粒散射系數(shù)；SwellingCoefficient：膨脹系數(shù)；BurnoutStoichiometricRatio：燃盡系數(shù)；（PDF模型不使用）CombustibleFraction：煤粒中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Devolatilizationmodel：揮發(fā)模型singlerate；Combustionmodel：燃燒模型kinetics/diffusionlimited定義燃燒顆粒的屬性?。?！以下三個(gè)值必須與PDF中設(shè)置的一致VaporizationTemperature:液化溫度；VolatileComponentFraction:揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；CombustibleFraction：煤粒中C質(zhì)量分?jǐn)?shù)；PDF燃料屬性Particle燃料屬性設(shè)置入口邊界條件Define-boundarycondition-inlet入口速度、溫度、湍流強(qiáng)度、水利直徑；Species：設(shè)為0，因?yàn)樗械娜剂隙际请x散相，已經(jīng)在顆粒射入處完成設(shè)置。設(shè)置出口及壁面邊界Outlet/wall初始化流場(chǎng)并開始計(jì)算Solve-initialize/initializeSolve-iterate模擬結(jié)果溫度場(chǎng)模擬結(jié)果CO質(zhì)量濃度能量守恒報(bào)告Report-Flux-Totalheattransferrate正值表示熱量進(jìn)入?yún)^(qū)域，負(fù)值表示熱量傳出區(qū)域，總焓的凈非平衡值（大約47kw）表示從離散相加入的所有焓值）離散相信息Display-particletracks-summary顆粒平均停留時(shí)間為0.3182s，區(qū)域內(nèi)揮發(fā)分和碳完全燃燒得到顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡Display-particletracks觀看動(dòng)畫：display-particle

tracks-pulse實(shí)例演練六、煤粉燃燒燃燒模擬步驟總結(jié)打開求解器（2D或3D）檢查物理模型適用性網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)（很多人忽略?。。。。。?；求解參數(shù)、收斂條件設(shè)置邊界條件燃燒經(jīng)常對(duì)進(jìn)口邊界條件十分敏感正確的進(jìn)口標(biāo)量和速度的分布很難估計(jì)壁面熱條件；盡可能優(yōu)先給定邊界溫度，很難給定對(duì)流換熱或者輻射換熱量

初始條件穩(wěn)態(tài)解跟初始值無關(guān)，但給的初始值不好，由于各個(gè)方程之間不和諧和輸運(yùn)方程的非線性，導(dǎo)致解分歧或發(fā)散不收斂。先求解冷態(tài)流動(dòng)、接著氣體燃燒、顆粒燃燒、再考慮輻射；對(duì)于強(qiáng)旋流動(dòng)，漸漸增加旋流速度；燃燒模擬步驟總結(jié)低松弛因子松弛因子改變對(duì)結(jié)果影響是高度非線性的采用混合分?jǐn)?shù)PDF模型時(shí)，密度采用低松弛(0.5)考慮浮力流動(dòng)中，速度采用低松弛因子高速流動(dòng)中壓力采用低松弛因子一旦解較為穩(wěn)定,盡可能讓松弛因子提高到系統(tǒng)默認(rèn)值(溫度，0.9；P是1；旋流速度，組分（混合分?jǐn)?shù)）也是1或接近1。離散化開始用一階精度,收斂后用二階精度提高求解精度對(duì)于三角形或四面體網(wǎng)格，二級(jí)精度離散尤為關(guān)鍵離散相模擬–增加穩(wěn)定性,增加隨機(jī)軌道數(shù)目(或者采用顆粒云團(tuán)模型)低松弛因子，增加每次耦合計(jì)算中顆粒相計(jì)算后氣相疊代次數(shù)燃燒模擬步驟總結(jié)ED模型默認(rèn)設(shè)置finiterate/eddy-dissipation(Arrhenius/ED)對(duì)于非預(yù)混(擴(kuò)散)火焰，關(guān)掉有限速率模型對(duì)于預(yù)混火焰，應(yīng)該采用Arrhenius項(xiàng)，使得反應(yīng)物不至于過早燃燒。需要高溫點(diǎn)火，保證反應(yīng)進(jìn)行（initialization/patch）考慮比熱Cp隨溫度變化，以便計(jì)算的溫度不至于過高而不切合實(shí)際?；旌戏?jǐn)?shù)PDF模型如果符合該模型假設(shè)，可以選用該模型建表中要保證有足夠多的點(diǎn)以便保證插值精度，同時(shí)要不影響計(jì)算時(shí)間。燃燒模擬步驟總結(jié)湍流開始用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型收斂后轉(zhuǎn)變?yōu)镽NGk-e,Realizablek-e

或RSM，可以與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較、也可以比較結(jié)果受湍流模型的影響情況收斂判斷一般變量殘差小于10-3，溫度、

P-1和組分的殘差要小于10-6

質(zhì)量和能量必須守城；監(jiān)視和檢查所關(guān)心的變量(如：出口平均溫度)檢查變量的等值線圖是否光滑、合理及穩(wěn)定不變。FLUENT經(jīng)典問題1殘差震蕩和不收斂的問題？殘差：FLUENT計(jì)算是一個(gè)逐漸收斂的過程，即各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的值不斷趨于最終值的過程。殘差是當(dāng)前步計(jì)算的各個(gè)網(wǎng)格中的值（如質(zhì)量流量、壓力、速度、溫度、湍動(dòng)能等）與上一步計(jì)算值偏差的平均。殘差的震蕩與不收斂原因：高精度格式；網(wǎng)格劃分過粗；網(wǎng)格質(zhì)量差；流場(chǎng)邊界復(fù)雜，流動(dòng)復(fù)雜；松弛因子過高；殘差的震蕩與不收斂網(wǎng)格過粗：殘差本身反應(yīng)的就是網(wǎng)格內(nèi)計(jì)算值的波動(dòng)，網(wǎng)格過粗會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格面積過體積過大，進(jìn)而使計(jì)算值波動(dòng)較大，要進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性檢驗(yàn)；當(dāng)使用分塊畫網(wǎng)格技術(shù)時(shí)，相臨面或體的網(wǎng)格尺寸不能相差太大，一般要小于2，這是連續(xù)性方程出現(xiàn)高殘差的原因；網(wǎng)格質(zhì)量差：通常如果幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而又使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格時(shí)，在gambit檢查質(zhì)量就會(huì)顯示局部網(wǎng)格質(zhì)量較差的區(qū)域，一般skew值在0.7以上就要引起注意；網(wǎng)格質(zhì)量是引起計(jì)算結(jié)果發(fā)散的最主要原因，一定要想辦法改善，如簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、使用分塊化網(wǎng)格技術(shù)等。殘差震蕩與不收斂流場(chǎng)邊界復(fù)雜：由于一般使用非滑移性邊界條件，邊界區(qū)域速度梯度比較大，在不影響模擬真實(shí)性的前提下，盡量對(duì)邊界進(jìn)行簡(jiǎn)化；流動(dòng)區(qū)域復(fù)雜：在流場(chǎng)中避免出現(xiàn)尖點(diǎn)、死角等突變結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量差，以及局部變量的變化梯度過大而帶來殘差震蕩，尖點(diǎn)、死角也要進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化。殘差震蕩與不收斂松弛因子：（p:當(dāng)前步結(jié)果，p*:上一步結(jié)果，p:迭代變化值）Solve-control-solution殘差震蕩與不收斂松弛因子一般小于1，成為亞松弛，就是將本層次計(jì)算與上一層次計(jì)算的結(jié)果差值作適當(dāng)縮減，避免由于差值過大而引起迭代過程的發(fā)散。一般情況下，F(xiàn)LUENT對(duì)松弛因子都會(huì)有默認(rèn)值，如壓力0.3、密度1、動(dòng)量0.7、湍動(dòng)能0.8、耗散能0.8、湍流粘度1，這些因子對(duì)于大多數(shù)流動(dòng)都不需要改動(dòng)；但是如果出現(xiàn)計(jì)算不穩(wěn)定或發(fā)散時(shí)，就需要考慮降低松弛因子。殘差震蕩與不收斂松弛因子舉例網(wǎng)格質(zhì)量不差，粗細(xì)適宜，但計(jì)算發(fā)散，考慮松弛因子?。埐畹恼鹗幣c不收斂原因：高精度格式；網(wǎng)格劃分過粗；網(wǎng)格質(zhì)量差；流場(chǎng)邊界復(fù)雜，流動(dòng)復(fù)雜；松弛因子過高；FLUENT經(jīng)典問題2如何判斷收斂？觀察點(diǎn)處的值不再隨計(jì)算步數(shù)的增加而變化；（選取一個(gè)最關(guān)心的量，如T、Re、質(zhì)量流量等）各參量殘差隨計(jì)算步數(shù)的增加而降低，最后趨于平緩；滿足質(zhì)量守恒與能量守恒；當(dāng)滿足前兩個(gè)判據(jù)時(shí)，不一定表示結(jié)果已經(jīng)收斂，因?yàn)槿绻沙谝蜃颖容^小，各參數(shù)每步變化不大，一定要考慮第三個(gè)判據(jù)。收斂問題一般情況下，殘差越小越好，流場(chǎng)越穩(wěn)定；但殘差曲線是全場(chǎng)求平均的結(jié)果，有時(shí)候其大小并不一定代表計(jì)算結(jié)果的好壞，關(guān)鍵要看計(jì)算結(jié)果是否符合物理事實(shí)；比如在用PDF模型和DPM模型求解燃燒問題，由于顆粒與流場(chǎng)之間的相互作用，殘差會(huì)非常震蕩，但計(jì)算結(jié)果的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)都是比較均勻的，并且也符合實(shí)際物理現(xiàn)象。FLUENT經(jīng)典問題3網(wǎng)格劃分是不是越密越好？不是。實(shí)際網(wǎng)格密度：在工程允許的偏差范圍內(nèi)，數(shù)值解幾乎不再變化。網(wǎng)格劃分密度數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)值誤差來源：物理模型近似差：幾何結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、2D/3D簡(jiǎn)化；差分方程的離散誤差；迭代計(jì)算誤差；舍入誤差：由計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)決定。網(wǎng)格劃分密度誤差=離散誤差+舍入誤差。網(wǎng)格數(shù)增加時(shí)，離散誤差減小，但舍入誤差增大。正確的網(wǎng)格密度確定方法：(1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大致劃分，將計(jì)算