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CFX是一款大型通用的商業(yè)CFD（流體動力學(xué)分析）軟件，能集成到ANSYS Workbench平臺，與主流CAD系統(tǒng)和ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)產(chǎn)品形成雙向鏈接?？蛇M行燃燒、多相流、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜流場的仿真分析，被廣泛用于航空航天、旋轉(zhuǎn)機械、能源、
CFX是一款大型通用的商業(yè)CFD（流體動力學(xué)分析）軟件，能集成到ANSYS Workbench平臺，與主流CAD系統(tǒng)和ANSYS結(jié)構(gòu)力學(xué)產(chǎn)品形成雙向鏈接。可進行燃燒、多相流、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜流場的仿真分析，被廣泛用于航空航天、旋轉(zhuǎn)機械、能源、汽車、電子、生物技術(shù)、水處理、防火安全、冶金、環(huán)保等領(lǐng)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(yīng)物和生成物的成分分布，為燃燒器的設(shè)計及優(yōu)化提供理論依據(jù)。通過本系列指導(dǎo)教程，讀者可以學(xué)會如何運用CFX軟件，對氣體燃燒進行仿真模擬，為燃燒器設(shè)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(dǎo)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(dǎo)入 放大圖片
圖2 CFX模塊導(dǎo)入 準備導(dǎo)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(dǎo)入網(wǎng)格文件 放大圖片
圖3 導(dǎo)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(dǎo)入成功，再雙擊“Setup”，將網(wǎng)格模型導(dǎo)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(shè)置。
網(wǎng)格文件導(dǎo)入成功 放大圖片
圖4 網(wǎng)格文件導(dǎo)入成功
2 燃燒混合物屬性設(shè)置
此時網(wǎng)格模型已經(jīng)成功導(dǎo)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(shè)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(shè)置對話框，在基本設(shè)定“Basic Setting”中的“Option”中選擇反應(yīng)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(shè)置 放大圖片
圖6 燃燒混合物基本屬性設(shè)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(dǎo)入，再選擇“Methane Air WD1 NO PDF”，點擊“ok”，再點擊“ok”則“Air Mixture”中的基本設(shè)置“Basic Setting”設(shè)置完成，如圖所示。
反應(yīng)列表 放大圖片
圖7 反應(yīng)列表
基本設(shè)置完成 放大圖片
圖8 基本設(shè)置完成 然后設(shè)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(shè)置；展開燃燒輻射屬性設(shè)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(shè)置，點擊“ok”確認按鈕，到這里反應(yīng)混合物設(shè)置已經(jīng)全部完成。