基于CFX的涡流燃烧器气体流场仿真分析

2016-12-21 by:CAE仿真在线来源:互联网

CFX是一款大型通用的商业CFD(流体动力学分析)软件,能集成到ANSYS Workbench平台,与主流CAD系统和ANSYS结构力学产品形成双向链接。可进行燃烧、多相流、化学反应等复杂流场的仿真分析,被广泛用于航空航天、旋转机械、能源、汽车、电子、生物技术、水处理、防火安全、冶金、环保等领域。
本文通过CFX软件对涡流燃烧器进行内部流场数值模拟,查看燃烧器内的温度分布,各种反应物和生成物的成分分布,为燃烧器的设计及优化提供理论依据。通过本系列指导教程,读者可以学会如何运用CFX软件,对气体燃烧进行仿真模拟,为燃烧器设计提供优化理论依据。下面就如何在CFX软件中操作进行详细说明。
1网格模型导入
燃料气通过入口进入燃烧器内,主空气入口通过螺旋叶片进入,辅助空气入口进入空气辅助燃烧,所有物质走出口离开燃烧器。
涡流燃烧器模型放大图片
打开Workbench软件,将Fluid Flow(CFX)模块拖动到如图位置,松开鼠标。
CFX模块导入放大图片
准备导入分析模型网格,选择“Mesh”,右键弹出对话框,选择“Import Mesh File”,弹出对话框,选择涡流燃烧器网格模型文件。
导入网格文件放大图片
此时可看见“Imported Mesh”后面已经打钩,表示网格文件导入成功,再双击“Setup”,将网格模型导入CFX-Pre前处理模块,在前处理模块中将对燃烧、域、边界条件、求解控制等参数进行设置。
网格文件导入成功放大图片
2燃烧混合物属性设置
此时网格模型已经成功导入,可按住鼠标中间滚轮查看模型情况。先对燃烧混合物进行设定,点击新材料生成按钮,弹出对话框,输入名字“Air Mixture”,单击确定。
插入燃烧混合物放大图片

弹出“Air Mixture”属性设置对话框,在基本设定“Basic Setting”中的“Option”中选择反应混合物“Reacting Mixture”;在材料组“Material Group”中选择气体燃烧“Gas Phase Combustion”。
燃烧混合物基本属性设置放大图片
在“Reaction List”右边点击按钮,弹出“Reaction List”,再点击打开按钮,弹出“Select Library Data to Import”对话框,选择“Methane Air WD1 NO PDF”,点击“ok”,燃烧材料列表已经导入,再选择“Methane Air WD1 NO PDF”,点击“ok”,再点击“ok”则“Air Mixture”中的基本设置“Basic Setting”设置完成,如图所示。
反应列表放大图片
基本设置完成放大图片

然后设置“Air Mixture”属性栏中的混合物特性“Mixture Properties”,选择“Mixture Properties”选项卡,勾选“Mixture Properties”弹出混合物特性设置;展开燃烧辐射属性设置“Radiation Properties”,勾选辐射折射率“Refractive index”,辐射吸收系数“Absorption Coefficient”,辐射散射系数“Scattering Coefficient”三个选项,按其中的值按照默认设置,点击“ok”确认按钮,到这里反应混合物设置已经全部完成。

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