FLUENT中文全教程（3）

### FLUENT中文全教程（3）：深入解析CDF、有限元分析与流场分析 #### 重要概念：FLUENT中的混合分数模型 在**FLUENT**软件的复杂流体模拟中，混合分数模型扮演着核心角色，尤其是在处理多组分、多相流以及燃烧过程时。本文将详细介绍混合分数模型的关键参数与设置，帮助读者深入理解其在流场分析中的应用。 #### 1. Mixture Fraction Points（混合分数点） **混合分数点**用于设定查询表上的f（主混合分数）的离散值数量。f代表了燃料与氧化剂的比例，其值域通常在0至1之间。为了确保模拟的准确性和效率，建议将中心点设置在0.5附近，且不应超过0.8或低于0.2，以避免数值不稳定。 #### 2. MixtureFractionVariancePoints（混合分数变化量点） 此参数决定查询表上 2 s f′（混合分数变化量）的离散值数量。混合分数变化量点数应大致为平均混合分数点数的一半，因为沿 2 s f′轴的变化通常较慢，需要较低的分辨率。 #### 3. SecondaryPartialFraction（次要部分分数） 针对多组分流体，**次要部分分数**用于描述次要组分的分布情况。它包含了与次要部分分数相关的参数，如**SecondaryPartialFractionPoints**，即查询表上 sec p （次要部分分数）的离散值数量。对于二元混合分数模型，此参数尤为关键，因为它直接影响PDF（概率密度函数）的计算精度。更多点数意味着更精确的PDF分布，但计算成本更高。 **AutomaticDistribution**允许软件自动离散化次要部分分数及其变化量，通常推荐使用。而**DistributionCenterPoint**用于指定 sec p 离散值分布的中心点，保持默认值0.5适用于氧化剂或非反应性次要流，但对于次要燃料流，则需根据化学当量值调整，以优化计算精度。 #### 4. EquilibriumChemistryModel（平衡化学模型） 此模型用于处理化学反应达到平衡状态的情况。若选择了化学当量模型或使用经验定义燃料选项，将无法修改与此相关的参数。 #### 5. FuelRichFlamabilityLimit（燃料富焰能力限制） 此参数控制燃料混合分数的平衡计算。当设置为1.0时，表示在全混合分数范围内进行平衡计算。低于1.0的值则启用“部分平衡”模型，用于烃类燃烧中，避免在燃料丰富的区域进行复杂的化学反应计算。 #### 6. SecondaryRichFlamabilityLimit（次要富焰能力限制） 类似地，此参数控制次要混合分数的平衡计算。对于次要燃料流，可以调整该值以使用部分平衡模型。当混合分数超过设定限值时，平衡计算将停止，以节省计算资源并提高效率。 #### 7. 燃料富混合物的平衡计算 在燃料富集的条件下，化学动力学可能占据主导地位。因此，在使用prePDF（FLUENT的预处理工具）时，推荐使用部分平衡模型，它在富混合物条件下暂停平衡计算。如果使用完全平衡法，需要注意FLUENT将在燃料富集处执行平衡计算，结果可能与初始输入不符，此时需要调整燃料入口温度和成分以匹配新的平衡值。 FLUENT中的混合分数模型及其参数配置是实现精确流场分析的关键。通过合理设置这些参数，可以有效提升模拟的准确性与效率，尤其是在涉及多组分、多相流以及燃烧过程的复杂场景中。理解和掌握这些参数的含义与应用，对于利用FLUENT进行高级流体动力学分析至关重要。