丙烷和空气的湍流混合.docx

1、丙烷和空气的湍流混合此算例包含以下方面：针对此相关问题建立模型读入一个多域的DTF网格，从而建立一个CFD-FASTRAN模型设置流体参数例如分子量等激活湍流混合特性设置针对湍流混合流动合适的入口边界条件针对定常状态的混合模拟为流场设置初始条件选择一个合适的时间积分格式并设置CFL数模拟二维情况下丙烷注入空气流中的湍流混合流动，如下图所示：启动CFD-FASTRAN的图形用户界面：选择文件-打开，打开mixing.DTF 文件，点击确认出现下图。点击“OK”,计算模型的轮廓出现在可视化图形窗口中。在可视化窗口的右侧是控制面板，选中PT选项从而设置问题类型：选择PT栏下方的可压缩流动模块（Flo

2、w）和化学反应和混合流动模块（Chem）：（如下图）选择操作栏中的MO选项，在这里可以设置全局以及流动特性：在Title栏中输入“Turbulent Mixing of Air and Propane”并且在polar选项下选择Non axisymmetric（非轴对称），之后点击flow设置流动特性：气体模型下选择组分种类（Species），粘性模型下选择湍流（求解N-S方程），选择带壁面修正的K-Epsilon模型，其余设置保持默认，如下图所示：设置Chem分栏，化学类型选择：Mixing 求解：Mixture Fractions，热特性里组分数据库保持默认设置即可（Low Temp.(3

3、00K-6000K)）,参见下图从菜单栏中选择Tools-Database,这时会弹出组分数据库管理器，在菜单栏的数据库选项中选择混合物一项（Mixtures）。在mixing上点击右键新建混合物（也可在菜单栏中新建），在Name栏中将名称改为Mixture1，在Mixture1中添加N2（0.768）和O2（0.232）并且按照下图所示的质量分数设置（Input-Mass Fraction）各组分比例，设置完成后点击应用即可。同理设置Mixture2，Mixture2只需添加C3H8，见下图：设置完成后点击应用。选择控制面板的BC栏设置边界条件（弹出的控制面板如下图）：设置交界面边界条件：在

4、监视器窗口（左下方）中选中zone1的patch#1和patch#2，如图示：将其边界类型设置为Interface，点击应用。设置出口边界条件，在监视器窗口（左下方）中选中zone1的patch#4，如图示：将其边界类型设置为Outlet，并给定出口压力值为100000N/m2，如下图：出口边界条件的化学分栏（Chem）里的Mixture Name选择原先设置的Mixture1，见下图：设置完成后点击应用。设置对称面边界条件，在监视器窗口（左下方）中选中zone1的patch#5和zone3的patch#2，如图示：将其边界类型设置为对称（Symmetry），见上图。设置zone2的入口边界条

5、件，选中zone2的patch#1，将其设置为Inlet边界条件，这里Flow和Chem分栏的详细设置如下图： 点击应用，同理设置zone3的入口边界条件，选中zone3的patch#3，将其设置为Inlet边界条件，这里Flow和Chem分栏的详细设置如下图： 设置完成点击应用，接下来设置初始条件。选中控制面板的IC栏设置初始条件：在第一个下拉菜单选择“For All Volume”，第二个下拉菜单选择“Constant”，这里表示的意思是初始流场远场为常数，而不是一个给定的流场文件。具体的参数设置如下:上图表示以空气作为初始流场的气体模型，设置完毕后点击应用（Apply）。设置下一项，选中

6、控制面板的SC设置解的条件：这里可以设置求解的时间和空间格式以及一些输出属性等。如上图所示，在control分栏下第一个下拉菜单可以设置求解问题的类型：定常或者非定常。这里我们选择定常，并设置迭代步数、收敛标准等一些参数。CFL数的设置如图所示。空间格式的选择（Spatial分栏）如下图：通量差分选择一阶Roe的FDS格式，熵修正参数设置详见下图。其余设置保持默认即可。选中Out栏设置解的输出：详细参数设置如下，每100步计算输出一次结果，且结果将不断被随后的输出所替代（same file）。其余设置保持默认。最后进入运行栏（Run），下拉菜单选择串行还是并行计算，设置完成后点击“Start Simulation” 并且选择“Submit Job Under Current Name”将原文件备份。在Run菜单里可以点击“View Residuals”来观察残差曲线（下图）。“View Output”为文字输出最后用自带的后处理软件CFD-VIEW打开，结果显示：最高马赫数：0.215最高温度：305.9K最低温度：274K此算例到此结束。