課程提要

主要內容及目標

一、引言

1、燃燒學、化學反應動力學基礎

2、燃燒過程中的傳熱、輻射過程

3、燃燒模擬的應用概述

?4、CFD工程應用案例展示與分享

二、Fluent軟件介紹

1、Fluent軟件概述、介紹

2、Fluent中的湍流模型、多相流模型等

3、Fluent中的燃燒模型

三、模擬前的準備：網格劃分（1）

1、計算域的選取及幾何模型建立方法

2、介紹網格的種類，四面體和六面體網格有何本質區別

3、網格數量確定的原則。網格是否越多越好？合理的網格數量該如何確定

4、介紹網格類型選取的原則

5、介紹網格劃分的利器ICEM的使用方法

四、模擬前的準備：網格劃分（2）

1、ICEM軟件介紹、特點概覽及使用流程

2、ICEM中處理結構化和非結構化網格的兩種方法

3、兼顧網格數量與網格質量的策略

五、上機案例：

垃圾焚燒爐網格劃分

使用ICEM軟件，對一臺垃圾焚燒爐進行網格劃分

1、分別采用結構化和非結構化網格，對設備進行劃分網格

2、精細化控制網格疏密，實現局部加密

3、利用ICEM中的“分塊”工具，實現六面體網格劃分

4、網格數量與網格質量之間的平衡

5、初步的網格劃分完成后，如何進行微調和進一步優化

6、如何在ICEM設置邊界條件類型

六、上機案例：

復雜工程項目的混合網格劃分

采用混合網格對一臺工業設備進行混合網格劃分

1、計算區域分塊處理，規則區域采用六面體網格、不規則區域采用四面體網格

2、兼顧網格質量和網格數量

3、網格合并方法

4、交界面的處理：非一致網格和一致網格

5、網格光順優化處理

七、Fluent中的燃燒數學模型（1）

1、通用有限速率模型（Generalized Finite-Rate Model）

2、層流有限速率模型（FR）

3、渦耗散模型（EDM）/渦耗散概念模型（EDC）

八、上機案例：氣體燃燒過程數值模擬（渦耗散模型）

1、模擬對象為一臺燃氣燃燒器，燃料為甲烷。采用渦耗散模型對熱態燃燒過程進行模擬

2、介紹輻射模型設置、物性設置及求解器設置方法

3、燃燒模擬的后處理方法

九、Fluent中的燃燒數學模型（2）

1、非預混燃燒模型（Non-Premixed Combustion Model）

2、PDF組分輸送模型概念及使用方法

3、預混燃燒模型（Premixed Combustion Model）

4、部分預混燃燒模型（Partially Premixed Combustion Model）

5、組分概率密度輸送燃燒模型（Composition PDF Transport Combustion Model）

6、各種燃燒模型的使用范圍和選擇原則

十、上機案例：燃氣鍋爐數值模擬（氣體燃燒）

1、模擬對象為一臺燃氣鍋爐，燃料為炭黑廢氣

2、采用非預混模型對熱態燃燒過程進行模擬

3、介紹輻射模型設置、prePDF生成、物性設置及求解器設置方法

十一、Fluent中的輻射模型

1、DTRM模型、P1模型、Rosseland模型、DO模型等輻射模型的概念

2、輻射模型選取原則及設置方法???????????

3、物性參數中輻射相關設置

十二、FLUENT離散相和噴霧模型

1、離散相模型（DPM）的概念、設置及使用方法

2、噴霧模型（injection）的概念、設置及使用方法

3、二次霧化，焦炭反應和噴霧

十三、上機案例：重油霧化燃燒算例（液體燃燒）

1、對一臺燃用重油的燃燒器進行數值模擬

2、介紹液滴蒸發沸騰、揮發分析出和混合燃燒等過程的模擬方法

3、介紹離散相模型（DPM）和噴霧模型（Injection）的設置方法

4、介紹輻射模型設置、物性設置及求解器設置方法

5、后處理方法??

十四、上機案例：煤粉鍋爐燃燒過程數值模擬綜合算例（固體燃燒）

1、通過一個實際工程案例，對一臺煤粉鍋爐進行數值模擬。

2、介紹煤粉材料屬性設置，預熱、揮發分析出、揮發分燃燒和焦炭燃盡等過程模擬方法

3、介紹輻射模型設置、prePDF生成、物性設置及求解器設置方法

4、污染物NOx生成設置及計算

5、模擬過程中的調整改進、后處理方法等

十五、上機案例：氣化反應器數值模擬綜合算例（化學反應）

1、通過一個實際工程案例，對一臺氣化反應器進行數值模擬

2、氣化反應設置?????????????????????????

3、混合網格的建立

4、介紹輻射模型設置、物性設置及求解器設置方法

5、固體壁面與氣相溫度場耦合

十六、專題討論及答疑

專題1：如何改善計算過程中的收斂性

專題2：技巧：如何減少網格數量/如何提高網格質量

專題3：后處理技巧：如何將計算結果漂亮地展示出來，動畫制作及空間渲染

專題4 : Fluent中常見錯誤及處理方法

答疑