课程提要

主要内容及目标

一、引言

1、燃烧学、化学反应动力学基础

2、燃烧过程中的传热、辐射过程

3、燃烧模拟的应用概述

 4、CFD工程应用案例展示与分享

二、Fluent软件介绍

1、Fluent软件概述、介绍

2、Fluent中的湍流模型、多相流模型等

3、Fluent中的燃烧模型

三、模拟前的准备：网格划分（1）

1、计算域的选取及几何模型建立方法

2、介绍网格的种类，四面体和六面体网格有何本质区别

3、网格数量确定的原则。网格是否越多越好？合理的网格数量该如何确定

4、介绍网格类型选取的原则

5、介绍网格划分的利器ICEM的使用方法

四、模拟前的准备：网格划分（2）

1、ICEM软件介绍、特点概览及使用流程

2、ICEM中处理结构化和非结构化网格的两种方法

3、兼顾网格数量与网格质量的策略

五、上机案例：

垃圾焚烧炉网格划分

使用ICEM软件，对一台垃圾焚烧炉进行网格划分

1、分别采用结构化和非结构化网格，对设备进行划分网格

2、精细化控制网格疏密，实现局部加密

3、利用ICEM中的“分块”工具，实现六面体网格划分

4、网格数量与网格质量之间的平衡

5、初步的网格划分完成后，如何进行微调和进一步优化

6、如何在ICEM设置边界条件类型

六、上机案例：

复杂工程项目的混合网格划分

采用混合网格对一台工业设备进行混合网格划分

1、计算区域分块处理，规则区域采用六面体网格、不规则区域采用四面体网格

2、兼顾网格质量和网格数量

3、网格合并方法

4、交界面的处理：非一致网格和一致网格

5、网格光顺优化处理

七、Fluent中的燃烧数学模型（1）

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

2、层流有限速率模型（FR）

3、涡耗散模型（EDM）/涡耗散概念模型（EDC）

八、上机案例：气体燃烧过程数值模拟（涡耗散模型）

1、模拟对象为一台燃气燃烧器，燃料为甲烷。采用涡耗散模型对热态燃烧过程进行模拟

2、介绍辐射模型设置、物性设置及求解器设置方法

3、燃烧模拟的后处理方法

九、Fluent中的燃烧数学模型（2）

1、非预混燃烧模型（Non-Premixed Combustion Model）

2、PDF组分输送模型概念及使用方法

3、预混燃烧模型（Premixed Combustion Model）

4、部分预混燃烧模型（Partially Premixed Combustion Model）

5、组分概率密度输送燃烧模型（Composition PDF Transport Combustion Model）

6、各种燃烧模型的使用范围和选择原则

十、上机案例：燃气锅炉数值模拟（气体燃烧）

1、模拟对象为一台燃气锅炉，燃料为炭黑废气

2、采用非预混模型对热态燃烧过程进行模拟

3、介绍辐射模型设置、prePDF生成、物性设置及求解器设置方法

十一、Fluent中的辐射模型

1、DTRM模型、P1模型、Rosseland模型、DO模型等辐射模型的概念

2、辐射模型选取原则及设置方法           

3、物性参数中辐射相关设置

十二、FLUENT离散相和喷雾模型

1、离散相模型（DPM）的概念、设置及使用方法

2、喷雾模型（injection）的概念、设置及使用方法

3、二次雾化，焦炭反应和喷雾

十三、上机案例：重油雾化燃烧算例（液体燃烧）

1、对一台燃用重油的燃烧器进行数值模拟

2、介绍液滴蒸发沸腾、挥发分析出和混合燃烧等过程的模拟方法

3、介绍离散相模型（DPM）和喷雾模型（Injection）的设置方法

4、介绍辐射模型设置、物性设置及求解器设置方法

5、后处理方法  

十四、上机案例：煤粉锅炉燃烧过程数值模拟综合算例（固体燃烧）

1、通过一个实际工程案例，对一台煤粉锅炉进行数值模拟。

2、介绍煤粉材料属性设置，预热、挥发分析出、挥发分燃烧和焦炭燃尽等过程模拟方法

3、介绍辐射模型设置、prePDF生成、物性设置及求解器设置方法

4、污染物NOx生成设置及计算

5、模拟过程中的调整改进、后处理方法等

十五、上机案例：气化反应器数值模拟综合算例（化学反应）

1、通过一个实际工程案例，对一台气化反应器进行数值模拟

2、气化反应设置                         

3、混合网格的建立

4、介绍辐射模型设置、物性设置及求解器设置方法

5、固体壁面与气相温度场耦合

十六、专题讨论及答疑

专题1：如何改善计算过程中的收敛性

专题2：技巧：如何减少网格数量/如何提高网格质量

专题3：后处理技巧：如何将计算结果漂亮地展示出来，动画制作及空间渲染

专题4 : Fluent中常见错误及处理方法

答疑