文档介绍：第十二章组分输运和反应流介绍
FLUENT提供了几种化学组分输运和反应流的模型,本章大致介绍一下这些模型。详细的模型请参阅第十三章到第十六章,第十七章介绍污染形成模型。
组分与化学反应模拟概述
FLUENT可以模拟具有或不具有组分输运的化学反应。
下面是Fluent可以模拟的几种化学反应:
可能包括NOx和其它污染形成的气相反应。
在固体(壁面)处发生的表面反应(如化学蒸汽沉积)。
粒子表面反应(如炭颗粒的燃烧),其中的化学反应发生在离散相粒子表面。
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反应模拟的方法
FLUENT提供了四种模拟反应的方法:
通用有限速度模型
非预混和燃烧模型
预混和燃烧模型
部分预混和燃烧模型
以下四节会大致介绍一下上面四种模型。。
通用有限速度模型
该方法基于组分质量分数的输运方程解,采用你所定义的化学反应机制,对化学反应进行模拟。反应速度在这种方法中是以源项的形式出现在组分输运方程中的,计算反应速度有几种方法:从Arrhenius速度表达式计算,从Magnussen 和Hjertager [149]的漩涡耗散模型计算或者从EDC模型[148]计算。这些模型的应用范围是非常广泛的,其中包括预混和,部分预混和和非预混和燃烧,详细内容请参阅第13章。
非预混和燃烧模型
在这种方法中,并不是解每一个组分输运方程,而是解一个或两个守恒标量(混和分数)的输运方程,然后从预测的混合分数分布推导出每一个组分的浓度。该方法主要用于模拟湍流扩散火焰。对于有限速度公式来说,这种方法有很多优点。在守恒标量方法中,通过概率密度函数或者PDF来考虑湍流的影响。反映机理并不是由我们来确定的,而是使用flame sheet(mixed-is-burned)方法或者化学平衡计算来处理反应系统。具体请参阅第十四章。
层流flamelet模型是非预混和燃烧模型的扩展,它考虑到了从化学平衡状态形成的空气动力学的应力诱导分离,。
预混和燃烧模型
这一方法主要用于完全预混合的燃烧系统。在这些问题中,完全的混合反应物和燃烧产物被火焰前缘分开。我们解出反应发展变量来预测前缘的位置。湍流的影响是通过考虑湍流