CFX培训教材12高级物理模型PPT精选文档

1、A Pera Global Company PERA ChinaANSYS CFX 培训教材第十二节：高级物理模型安世亚太科技（北京）有限公司1A Pera Global Company PERA China燃烧n模拟燃烧和化学反应提供的一系列模型nEddy Dissipation Model 适用于模拟快速化学反应nFinite Rate Chemistry Model 适用于慢速化学反应nSingle and multi-step reactionsnLaminar Flamelet Model 适用于扩散火焰 (反应仅仅发生在火焰表面)nNOx and Soot ModelCombust

2、ion combined with the SAS turbulence model2A Pera Global Company PERA China燃烧nExtended Coherent Flame Model(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wall quenching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3A Pera Global Company PERA China燃烧nResidual Material Model 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nAuto-Igniti

3、on 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”)4A Pera Global Company PERA China颗粒跟踪n用于模拟液滴和颗粒运动 液体喷射，固体颗粒-腐蚀nBreakup models模拟喷雾从喷口喷入时的破碎现象n粒子蒸发, 如. 喷雾干燥器n粒子反应，如.煤燃烧n粒子碰撞n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5A Pera Global Company PERA China内燃机n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6A Pera Gl

4、obal Company PERA China多相流nN相流(N-phase flows)n自由液面流(Free surface flows)n相变(Phase change)空化(Cavitation)蒸发(Evaporation)凝固(Condensation)沸腾(Boiling)n非平衡成核模型(Non-equilibrium nucleation model)有限速率相变导致的凝结延后Equilibrium SolutionNon-equilibrium solution湿气延后在阿基米德螺杆上的自由面流在阿基米德螺杆上的自由面流7A Pera Global Company PERA

5、 China多相流nWall boiling model 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单个液滴沸腾的定性比较2D wall boiling test case： 右壁面边为热壁面，流体从上往下右壁面边为热壁面，流体从上往下8A Pera Global Company PERA China辐射n四个基本辐射模型 Rosseland model P-1 model Discrete Transfer model Monte Carlo model 模拟透明介质, 如. HVAC模拟n散射模型n固体域辐射 (如. 玻璃)An automotive

6、 headlamp assembly, that included radiation as part of a complete heat transfer solution9A Pera Global Company PERA China真实流体nWater / 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n高级状态方程 用于模拟制冷剂，碳氢化合物和其他流体IAPWS SteamSupercoolingWetness10A Pera Global Company PERA China高级湍流模型n转捩

7、模型用于预测层流到湍流的边界层过渡流动（SSTTransitioal Tubulence）nSAS 模型对边界层的求解采用RANS模型，对自由流的求解采用LESLaminar boundary layer separationTurbulent boundary layer reattachmentTurbulent structures behind a cylinderBoundary Layer Transition11A Pera Global Company PERA China声学n高级湍流模型可以用于预测湍流引起的噪音n为第三方软件自动输出CGNS文件n内置于后处理的fan噪声计

8、算宏nCFD-Post中的FFT 分析1E+01E+11E+21E+31E+4Frequency Hz0102030405060708090100110120130140150SPL dBFreestream Velocity = 140 km/hExperimental dataSAS model Sensor 112汽车后视镜的风燥预汽车后视镜的风燥预测及于实验的比较测及于实验的比较12A Pera Global Company PERA China磁流体n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n模型会考虑: 导体的电压 热阻 变的电导率BjFjB电磁泵举

9、例电磁泵举例:磁场磁场: 1 Tesla电压电压: 120VLorenz Force定义为定义为:13A Pera Global Company PERA China动网格 / 流固耦合n流固耦合 工程模拟中领先的技术 在Workbench GUI 中实现ANSYS Mechanical和CFX 载荷的传递 1-way 压力加载 1-way 热加载 2-way 动态耦合14A Pera Global Company PERA China浸入固体Immersed Solids / 6-DOFn浸入固体(Immersed Solid) CFX-Solver在浸入的固体区域，采用一个动量源在浸入的固

10、体区域，采用一个动量源 的方法强迫流体绕过固体区域的方法强迫流体绕过固体区域n6自由度刚体求解器(6 Degrees of Freedom (DOF) Rigid Body Solver) 用于当固体与流体相互作用且没有变形的时候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可与浸入固体联合使用 应用应用: 船体的自由面流船体的自由面流 流体区域中固体物质的输运流体区域中固体物质的输运15A Pera Global Company PERA ChinaMulti-Configurationn定义多个相关的模拟 用

11、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-meshn应用广泛 内燃机 变形网格的自动remeshing 多步物理过程 稳态到瞬态稳态到瞬态 透平机械特性曲线透平机械特性曲线 空蚀研究空蚀研究 网格和时间步研究网格和时间步研究 更多更多16A Pera Global Company PERA China物理协同n一般来讲，可以联合所有物理模型模拟一个物理现象n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n每个模型是平行关系n物理现象越复杂对计算机内存和计算资源的要求也越大17A Pera Global Company PERA China用户界面定制n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n用Perl语言实现循环和逻辑语句18A Pera Global Com