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CFX是一款大型通用的商業(yè)CFD（流體動力學分析）軟件，能集成到ANSYS Workbench平臺，與主流CAD系統(tǒng)和ANSYS結構力學產(chǎn)品形成雙向鏈接。可進行燃燒、多相流、化學反應等復雜流場的仿真分析，被廣泛用于航空航天、旋轉機械、能源、汽車、電子、生物技術、水處理、防火安全、冶金、環(huán)保等領域。
? ? 本文通過CFX軟件對渦流燃燒器進行內(nèi)部流場數(shù)值模擬，查看燃燒器內(nèi)的溫度分布，各種反應物和生成物的成分分布，為燃燒器的設計及優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過本系列指導教程，讀者可以學會如何運用CFX軟件，對氣體燃燒進行仿真模擬，為燃燒器設計提供優(yōu)化理論依據(jù)。下面就如何在CFX軟件中操作進行詳細說明。
1 網(wǎng)格模型導入
? ? 燃料氣通過入口進入燃燒器內(nèi)，主空氣入口通過螺旋葉片進入，輔助空氣入口進入空氣輔助燃燒，所有物質(zhì)走出口離開燃燒器，如圖1所示。
渦流燃燒器模型 放大圖片
圖1 渦流燃燒器模型
? ? 打開Workbench軟件，將Fluid Flow（CFX）模塊拖動到如圖位置，松開鼠標，如圖2所示。
CFX模塊導入 放大圖片
圖2 CFX模塊導入 準備導入分析模型網(wǎng)格，選擇“Mesh”，右鍵彈出對話框，選擇“Import Mesh File”，彈出對話框，選擇渦流燃燒器網(wǎng)格模型文件。
導入網(wǎng)格文件 放大圖片
圖3 導入網(wǎng)格文件
? ? 此時可看見“Imported Mesh”后面已經(jīng)打鉤，表示網(wǎng)格文件導入成功，再雙擊“Setup”，將網(wǎng)格模型導入CFX-Pre前處理模塊，在前處理模塊中將對燃燒、域、邊界條件、求解控制等參數(shù)進行設置。
網(wǎng)格文件導入成功 放大圖片
圖4 網(wǎng)格文件導入成功
2 燃燒混合物屬性設置
? ? 此時網(wǎng)格模型已經(jīng)成功導入，可按住鼠標中間滾輪查看模型情況。先對燃燒混合物進行設定，點擊新材料生成按鈕，彈出對話框，輸入名字“Air Mixture”，單擊確定。
插入燃燒混合物 放大圖片
圖5 插入燃燒混合物 彈出“Air Mixture”屬性設置對話框，在基本設定“Basic Setting”中的“Option”中選擇反應混合物“Reacting Mixture”；在材料組“Material Group”中選擇氣體燃燒“Gas Phase Combustion”。
燃燒混合物基本屬性設置 放大圖片
圖6 燃燒混合物基本屬性設置
? ? 在“Reaction List”右邊點擊按鈕，彈出“Reaction List”，再點擊打開按鈕，彈出“Select Library Data to Import”對話框，選擇“Methane Air WD1 NO PDF”，點擊“ok”，燃燒材料列表已經(jīng)導入，再選擇“Methane Air WD1 NO PDF”，點擊“ok”，再點擊“ok”則“Air Mixture”中的基本設置“Basic Setting”設置完成，如圖所示。
反應列表 放大圖片
圖7 反應列表
基本設置完成 放大圖片
圖8 基本設置完成 然后設置“Air Mixture”屬性欄中的混合物特性“Mixture Properties”，選擇“Mixture Properties”選項卡，勾選“Mixture Properties”彈出混合物特性設置；展開燃燒輻射屬性設置“Radiation Properties”，勾選輻射折射率“Refractive index”，輻射吸收系數(shù)“Absorption Coefficient”，輻射散射系數(shù)“Scattering Coefficient”三個選項，按其中的值按照默認設置，點擊“ok”確認按鈕，到這里反應混合物設置已經(jīng)全部完成。