CFX培训教材高级物理模型ppt课件.ppt

ANSYSCFX培训教材第十二节：高级物理模型,1,燃烧,模拟燃烧和化学反应提供的一系列模型EddyDissipationModel适用于模拟快速化学反应FiniteRateChemistryModel适用于慢速化学反应Singleandmulti-stepreactionsLaminarFlameletModel适用于扩散火焰(反应仅仅发生在火焰表面)NOxandSootModel,CombustioncombinedwiththeSASturbulencemodel,2,燃烧,ExtendedCoherentFlameModel(ECFM)用于预混或部分预混燃烧，燃料和氧化剂混合时候并没有立刻燃烧包括wallquenching功能,当混合物接触到壁面的时候化学反应停止推荐用于内燃机研究,3,燃烧,ResidualMaterialModel在一个燃烧循环中的未燃物质可在接下来的燃烧循环中燃烧可用于模拟废气循环Auto-Ignition当燃料和空气处于足够高温时，点火启动用于模拟压缩点火引擎(柴油机)可以用于模拟火花点火引擎的提前点火问题(“敲缸”),4,颗粒跟踪,用于模拟液滴和颗粒运动液体喷射，固体颗粒-腐蚀Breakupmodels模拟喷雾从喷口喷入时的破碎现象粒子蒸发,如.喷雾干燥器粒子反应，如.煤燃烧粒子碰撞壁面液膜模拟,热壁面上的喷雾喷射和壁面液膜形成然后蒸发掉,随机粒子碰撞模型,5,内燃机,粒子追踪、网格变形和燃烧模拟内燃机,内燃机中的喷雾喷射和燃烧,6,多相流,N相流(N-phaseflows)自由液面流(Freesurfaceflows)相变(Phasechange)空化(Cavitation)蒸发(Evaporation)凝固(Condensation)沸腾(Boiling)非平衡成核模型(Non-equilibriumnucleationmodel)有限速率相变导致的凝结延后,EquilibriumSolution,在阿基米德螺杆上的自由面流,7,多相流,Wallboilingmodel考虑对流、蒸发和淬火引起的热传递问题(气泡被周围的水冷却),单个液滴沸腾的定性比较,2Dwallboilingtestcase：右壁面边为热壁面，流体从上往下,8,辐射,四个基本辐射模型RosselandmodelP-1modelDiscreteTransfermodelMonteCarlomodel模拟透明介质,如.HVAC模拟散射模型固体域辐射(如.玻璃),Anautomotiveheadlampassembly,thatincludedradiationaspartofacompleteheattransfersolution,9,真实流体,Water/Steam内置IAPWS-IF97(水和水蒸汽热力性质国际工业标准)水/蒸汽属性过热蒸汽属性过冷液体属性饱和性质超临界性质高级状态方程用于模拟制冷剂，碳氢化合物和其他流体,IAPWSSteam,Supercooling,Wetness,10,高级湍流模型,转捩模型用于预测层流到湍流的边界层过渡流动（SSTTransitioalTubulence）SAS模型对边界层的求解采用RANS模型，对自由流的求解采用LES,Laminarboundarylayerseparation,Turbulentboundarylayerreattachment,Turbulentstructuresbehindacylinder,BoundaryLayerTransition,11,声学,高级湍流模型可以用于预测湍流引起的噪音为第三方软件自动输出CGNS文件内置于后处理的fan噪声计算宏CFD-Post中的FFT分析,Sensor112,汽车后视镜的风燥预测及于实验的比较,12,磁流体,采用Maxwell方程和物质的磁性,可以模拟电/磁场对流体和粒子的影响模型会考虑:导体的电压热阻变的电导率,电磁泵举例:磁场:1Tesla电压:120VLorenzForce定义为:,13,动网格/流固耦合,流固耦合工程模拟中领先的技术在WorkbenchGUI中实现ANSYSMechanical和CFX载荷的传递1-way压力加载1-way热加载2-way动态耦合,14,浸入固体ImmersedSolids/6-DOF,浸入固体(ImmersedSolid)CFX-Solver在浸入的固体区域，采用一个动量源的方法强迫流体绕过固体区域6自由度刚体求解器(6DegreesofFreedom(DOF)RigidBodySolver)用于当固体与流体相互作用且没有变形的时候求解方法比双向流固耦合方法更有效可与浸入固体联合使用应用:船体的自由面流流体区域中固体物质的输运,15,Multi-Configuration,定义多个相关的模拟用于计算域拓扑变化的时候,如.阀的开/闭当从一个模拟转换到下一个模拟的时候，定义求解器的中断控制通过ICEM(或其他可以通过脚本进行网格生成的网格工具)进行自动re-mesh应用广泛内燃机变形网格的自动remeshing多步物理过程,稳态到瞬态透平机械特性曲线空蚀研究网格和时间步研究更多,16,物理协同,一般来讲，可以联合所有物理模型模拟一个物理现象例如燃烧，多相流，粒子追踪和高级湍流模型可以联合起来模拟一类物理现象，如煤粉燃烧每个模型是平行关系物理现象越复杂对计算机内存和计算资源的要求也越大,17,用户界面定制,改变用户界面嵌入专用模型简化使用界面，模拟时更自动化嵌入图片生成后处理宏生产报告用Perl语言实现循环和逻辑语句,18,Perl&UserFortran,Perl脚本语言可以和CCL/CEL同时使用Fortran子程序可以添加自己的模型实现高级的功能文件输入/输出时间