如下图所示,入口用100%的纯N2替换腔室内的空气。通过观察测试点的空气中的O2的浓度来评估替换效率。
1、首先选择fluent 模块,导入几何模型。
2、导入模型后,我们进行网格划分。定义出入口和wall。考虑计算机的计算能力,选择合适的网格密度。
3、选择double precision,species transport必须采取双精度,定义并行计算的核心为2.。其他的默认即可。
4、进入fluent求解器后,选择transient 的瞬态计算模型,选择添加重力加速度(这个加不加其实差别不大)。
5、考虑模型为湍流模型,选择流体的黏性模型为K-epsilon。参数默认即可。
6、选择species transport。
这里我们不考虑反应模型。只考虑内部流场的组分分布。Inlet diffusion因为只导入100%的N2,所以不用勾选。这里的mixture material可以选择不同的材料。这里我们不做改变,因为内部就是空气。可以在随后的patch定义材料的比例。
7、这里材料不变。
8、这里的body材料为mixture-template及开始选择的氧气、水蒸气和氮气的混合模型。
9、定义入口速度为30m/s,species为100%N2.。
10、定义压力出口为1bar。
11、选择PISO求解,这个在瞬态计算中容易收敛
12、监控残差,根据仿真所需精度来定义。这里选择改变h2o和o2为0.0001。
13、进行模型初始化,选择inlet为compute from为inlet。
14、进行初始模型的patch,定义原始的氧气o2为0.22。
15、保存间隔为10个步长
。
16、定义timestep为0.001s,计算的总体时间步为1000.一般认为时间步长的计算为:L为单元的尺寸,v是入口速度。
17、然后我们就可以通过后处理查看
Species Transport组分运输的方程:层流的质量扩散:湍流的质量扩散:组分运输中的能量方程:进口处的扩散最后,说明下,我不是专业的cfd工作者,所以难免会有错误。
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