Fluent中的湍流非预混燃烧模拟技术探索

本非预混燃烧模拟采用的是稳态扩散火焰面（Steady Diffusion Flamelet），左右两侧是均匀温度，我们采用绝热（Adiabatic）设置， 通过导入GRI 3.0反应机理创建多个火焰面。

1.设置火焰面控制参数

稳态火焰面是通过时间推进的方式计算得到的，仅当组分质量分数及温度在任意离散混合分数点上的绝对变化都小于火焰面收敛误差限，认为该值收敛。

• Initial Fourier Number
  求解瞬态火焰面方程的第一个时间步的大小=显式稳定性限制的扩散时间步大小*该值。如果在第一个时间步未求解完，求解发散，需要改小该值。

• Fourier Number Multiplier
  计算下一时间步的值，利用第一个时间步的值乘以该值。如果发散，则改小该值。

• Maximum Integration Time
  某些情况下，计算会震荡，不会收敛到误差限以下，此时需要给定最长的计算时间以停止计算。

2.计算火焰面

• Number of Grid Points in Flamelet

混合分数空间下离散的节点数目，显然增加节点会有更高的精度，但是因为火焰面组分和温度是隐式耦合求解的，增加节点会显著增加求解时间和内存需求。

• Maximum Number of Flamelets

求解的火焰面的最大个数，如果在达到最大个数之前，火焰面熄灭，则火焰面生成终止。

• Initial Scalar Dissipation

第一个火焰面的标量耗散率。

• Scalar Dissipation Multiplier  & Scalar Dissipation Step

两个参数分别用于标量耗散率小于1和大于等于1的情形，给定下一个标量耗散率的值。例如，初始标量耗散率（Initial Scalar Dissipation）为，Scalar Dissipation Multiplier为10，Scalar Dissipation Step为5，火焰面将由标量耗散率为生成。

• Automated Grid Refinement

采用适应算法，在值改变比较大的地方插入网格节点，以减小该处的斜率，从而实现更高的精度。

3. 生成数据库

• Number of Mean Mixture Fraction Points

计算数据库时，平均混合分数的节点个数，增加节点数会产生更精确的PDF形状，同时也会增加计算时间。混合分数节点会自动在化学计量数平均混合分数附近加密。

• Number of Mixture Fraction Variance Points

混合分数方差的节点个数，因为在方差上变化比较慢，从而采用比较少的点。

• Maximum Number of Species

数据库中最大组分数量，Fluent会自动选择组分摩尔分数最大的包含在数据库中。计算密度和比热容是提前采用所有组分计算，从而数据库中最大组分数量并不影响收敛性。此时可以比较方便的对结果进行后处理，只关注自己感兴趣的组分。

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