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我做的多孔介质的简单例子（均为k-e RNG所做）)模型仿真结果多孔介质定义的方法(2008-12-14 20:28:12)不知道怎的，这些日子都跟多孔介质干上了1. Define the porous zone.2. Define the porous velocity formulation. (optional)3. Identify the fluid material flowing through the porous medium.4. Enable reactions for the porous zone, if appropriate, and select the reaction mechanism.5. Set the viscous resistance coefficients and the inertial resistance coefficients , and define the direction vectors for which they apply. Alternatively, specify the coefficients for the power-law model.6. Specify the porosity of the porous medium.7. Select the material contained in the porous medium (required only for models that include heat transfer). Note that the specific heat capacity, , for the selected material in the porous zone can only be entered as a constant value.8. Set the volumetric heat generation rate in the solid portion of the porous medium (or any other sources, such as mass or momentum). (optional)9. Set any fixed values for solution variables in the fluid region (optional).10.Suppress the turbulent viscosity in the porous region, if appropriate.11. Specify the rotation axis and/or zone motion, if relevant.fluent中多孔介质porous media设置问题(2008-12-13 20:08:07)标签：杂谈分类：CFD计算流体力学经过痛苦的一段经历，终于将局部问题真相大白，为了使保位同仁不再经过我之痛苦，现在将本人多孔介质经验公布如下，希望各位能加精：1。
第 25卷第 6期 2010年 11月热能动力工程J OURNAL OF ENG I N EER ING FOR THERMA L ENERGY AND POW ER Vo. l 25, No . 6N ov . , 2010收稿日期 :2009-09-23; 修订日期 :2010-02-25基金项目 :辽宁省教育厅科学研究计划基金资助项目 (2008491; 辽宁省博士启动基金资助项目 (20081073; 国家自然科学基金资助项目(50476073(, , .文章编号 :1001-2060(2010 06-0648-05多孔介质燃烧 -换热器内燃烧和传热的数值模拟徐有宁 1, 史俊瑞 1, 解茂昭 2, 薛治家1(1. 沈阳工程学院沈阳市循环流化床燃烧技术重点试验室 , 辽宁沈阳 110136;2. 大连理工大学能源与动力学院 , 辽宁大连 116024摘要 :通过建立二维数值模型研究了多孔介质燃烧 -换热器内的燃烧和传热。
研究系统配置对燃烧 -换热器热效率和压力降的影响。
结果表明 , 换热管的纵向距离对燃烧器内温度分布、传热速率和压力损失有显著的影响。
减小换热管纵向距离 , 热效率和压力损失增大 , 而换热管的水平距离对热效率和压力损失的影响很小。
另外 , 增大小球直径导致热效率增大和压力损失的急剧减小。
数值模型的有效性通过实验进行验证。
关键词 :多孔介质 ; 燃烧换热器 ; 二维单温模型 ; 传热 ;压力损失 ; 温度中图分类号 :TK411. 1 文献标识码 :A引言将多孔介质燃烧器和换热器集成于一体的多孔介质燃烧 -换热器 , 具有功率调节范围大、结构紧凑、热效率高和污染物排放低等优点[1~3]。
Tri m i s和 Durst 设计的多孔介质燃烧 -换热器 [1], 比同功率常规换热器体积缩小了 20倍 , 负荷调节为 1 20, 在过量空气系数为 1. 1~1. 8时 , 烟气排放中 CO 体积分数小于 10-5, NO x 体积分数为 (2~20 10-6。
多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究共3篇多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究1多孔介质内预混气体燃烧的实验和数值模拟研究随着经济的飞速发展，人们对能源的需求在不断增加，而石化行业的快速发展也使得空气污染和温室气体排放日益加剧。
燃烧是石化生产中最重要的环节，因此节能降耗、减少环境污染和提高石化生产效率，成为石化行业亟需解决的问题。
多孔介质内的预混燃烧是一种可以实现高效能、低污染的燃烧方式。
多孔介质不仅提供了相对较大的反应表面积和热量交换面积，更重要的是，它可以改善流动场的分布，增强燃烧反应动力学过程中的传质与传热过程，并降低燃料使用量。
因此，对多孔介质内预混气体燃烧的研究成为了当前燃烧工程领域的热点和难点。
实验研究和数值模拟研究是多孔介质内预混气体燃烧研究的关键环节。
通过实验研究，可以获得多种参数的变化规律，了解多孔介质内的燃烧过程，探究燃烧机制。
而数值模拟则可以为实验提供补充，通过数值模拟，可以模拟多孔介质内燃烧的过程，预测多种参量的变化趋势，发现存在的问题并提出解决方案。
因此，实验研究和数值模拟研究是密切相关且缺一不可的。
在实验研究中，我们通常采用测量多种参量的方式，比如温度、燃料和氧气之间的摩尔分数、CO、CO2和NOx等的浓度变化，以及某一位置的速度和压力变化等。
我们可以通过改变多孔介质的孔径、厚度、形状和流向等因素来研究多孔介质内的气体燃烧过程。
同时，我们还可以利用高速摄影技术，观察燃烧时的流动场变化，建立流场模型，了解燃烧机制。
这些实验数据对于验证数值模拟的准确性，同时为未来的多孔介质内预混气体燃烧的优化提供指导。
在数值模拟研究中，我们通常采用CFD（ComputationalFluid Dynamics）方法，利用领域物理和数学数值计算的方法对多孔介质内预混燃烧的流动场和化学反应过程进行计算和分析。
通过数学方法建立多孔介质的几何模型和物理模型，同时划分计算区域，设置初始和边界条件。
多孔介质中湍流流动的数值模拟大连理工大学硕士学位论文多孔介质中湍流流动的数值模拟姓名：马坤申请学位级别：硕士专业：工程热物理指导教师：解茂昭2020 0601大连理工大学硕士学位论文摘要本文以多孔介质燃烧技术为研究背景，通过数值模拟研究了各种条件下多孔介质内湍流流动特性，主要目的是更系统深入地理解多孔介质内湍流流动的特点及规律，并进一步推动该领域的理论研究及其实际应用。
迄今，多孔介质中湍流的研究，主要有微观模型和宏观模型两种途径。
多孔介质内微观湍流模型是直接将自由流体湍流模型应用于多孔介质内部小尺度孔隙和通道内的流动。
而宏观湍流模型是在宏观尺度上对微观湍流模型取体积平均的结果。
本文采用将微观模型与到宏观模型相结合的方法，首先使用标准ｋ一占湍流模型对简化了的多孔介质的二维模型内的微观流场进行数值模拟；在此基础上，借助两种宏观模型，Ｎ．Ｋ湍流模型和Ｐ．ｄＬ湍流模型同时利用体积平均方法将微观流场计算结果转换为宏观流场的信息，以确定宏观湍流模型中经验系数Ｑ的值以及宏观湍流模型ｋ和占的初始值。
本文的计算以通用ＣＦＤ软件Ｆｌｕｅｎｔ６．２为平台，添加Ｎ．Ｋ湍流模型和Ｐ．ｄＬ湍流模型的自定义函数，对宏观流场进行模拟计算，并对比分析了Ｎ．Ｋ湍流模型和Ｐ—ｄＬ湍流模型。
计算结果表明：微观流场内多孔介质固体骨架物块的形状对多孔介质内湍流流场影响十分显著，正方形的湍动能最大，其次为长方形，圆形，椭圆形；入口雷诺数不变时，随着孔隙率的增大，湍动能水平也随之降低；孔隙率不变时，随着入口雷诺数的增大，湍动能水平也随之增大。
宏观流场内在进口处Ｎ．Ｋ湍流模型和Ｐ．ｄＬ湍流模型的湍动能均迅速下降，并且Ｎ．Ｋ湍流模型对湍流流动的抑制作用小于Ｐ—ｄＬ模型，湍动能稳定后趋于一致。
关键词：多孔介质湍流数值模拟宏观模型微观模型多孔介质中湍流流动的一种数值模型ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｕｒｂｕｌｅｎｔＦｌｏｗｓｉｎＰｏｒｏｕｓＭｅｄｉａＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ（ＰＭ）ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ，ｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｂｅｈａｖｉｏｒｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｌｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．１１１ｅｍａｉｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅｉｓｔｏｇａｉｎｓｏｍｅｉｎｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ，ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄ．Ｔｏｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｌｙｔｒｅａｔｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｓｔｈｒｏｕｇｈｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ，ｍｏｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｆｏｌｌｏｗａｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｌａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｌｏｗＲｅｎｕｍｂｅｒｆｌｏｗｓｉｎｔｈｅＰＭ，ｉｎｗｈｉｃｈｇｏｖｅｒｎｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｓａｌｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙａｖｏｌｕｍｅ—ａｖｅｒａｇｉｎｇｏｖｅｒａｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｙｖｏｌｕｍｅ（Ｐ．ＺＶ）．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｌｏｓｅｄｅｔａｉｌｓｏｎｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅＲＥＶ．Ａｓａａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ，ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃａｐｐｒｏａｃｈｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｃｌｅａｒｆｌｕｉｄｓａｌｅａｐｐｌｉｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｔｏｔｈｅｆｌｏｗｗｉｔｈｉｎｐｏｒｅｓｏｆａＰＭ．Ａｍｉｃｒｏ－ｍａｃｒｏｃｏｕｐｌｅｄａｐｐｒｏａｃｈｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｉｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓ．．Ｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｏｒｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｗｅｔａｋｅｔｈｅＰＭａＳａｎａＳｓｅｍｂｌｙｏｆａｇｒｅａｔｎｕｍｂｅｒｏｆｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｏｌｉｄｕｎｉｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓａｎｄｆｏｒｍｓ；ｗｈｉｃｈｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔｔｈｅｐｏｒｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｌａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅＰＭ。
7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。
当使用这个模型的时候，多孔介质将运用于网格区域，流场中的压降将由输入的条件有关，见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导，基于介质和流场热量守恒的假设，见Section 7.19.3.通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型，简称为“多孔跳跃”。
多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。
见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。
本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。
这种情况下，以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到：•因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体，所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。
做为一个做精确的选项，你可以适用fluent中的真是速度，见section7.19.7。
•多孔介质对湍流流场的影响，是近似的，见7.19.4。
•当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候，fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系，当激活相对速度阻力方程。
这将得到更精确的源项。
相关信息见section7.19.5和7.19.6。
•当需要定义比热容的时候，必须是常数。
7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。
源项包含两个部分：粘性损失项（达西公式项，方程7.19-1右边第一项），和惯性损失项（方程7.19-1右边第二项）(7.19-1)式中，si是i（x，y，z）动量方程的源项，是速度大小，D和C是矩阵。
动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响，生成一个与速度大小（速度平方）成正比的压降。
多孔介质内流体传质过程的模拟与优化引言多孔介质是指由颗粒、纤维或孔隙构成的具有连续分布孔隙结构的物质。
在自然和工程领域中，多孔介质在很多领域都起着重要作用，如土壤中的水分运移、岩石中的石油储藏和传输、过滤材料中的颗粒捕捉等。
而在多孔介质内部，流体的传质过程又是一个关键的研究领域。
通过对多孔介质内流体传质过程的模拟与优化，可以帮助我们更好地理解和掌握多孔介质的传质规律，进而指导工程实践和优化设计。
传质过程的数学模型多孔介质内流体传质过程可以用一组偏微分方程来描述。
其中最常用的模型是输运方程，也称为Fick定律或Darcy定律。
该方程描述了物质在多孔介质内的扩散和对流过程。
具体表达式如下：$$ \\frac{{\\partial C}}{{\\partial t}} = D \ abla^2 C - \ abla \\cdot (u C) $$其中，C为物质的浓度，D为扩散系数，u为流体的速度。
这个方程由两部分组成，第一部分描述了扩散传质过程，第二部分描述了对流传质过程。
通过数值模拟来解决这个方程，可以得到多孔介质内流体传质过程的时间和空间分布规律。
数值模拟方法为了模拟多孔介质内流体传质过程，可以采用多种数值模拟方法，如有限差分法、有限元法和格子Boltzmann法等。
这些方法本质上是离散化连续问题，通过将空间和时间离散为一系列节点和时间步长，然后求解离散化的方程组来求得流体传质过程的数值解。
有限差分法有限差分法是最常用的数值模拟方法之一。
它通过将空间和时间离散化，将连续的偏微分方程转化为离散的差分方程来求解。
具体来说，空间离散化时将多孔介质划分为一系列小网格，时间离散化时将传质过程划分为一系列小时间步长。
然后，根据有限差分近似的表达式，将偏微分方程转化为一组代数方程，通过求解这组方程得到多孔介质内流体传质过程的数值解。
有限元法有限元法是另一种常用的数值模拟方法。
它以有限维空间为基础，通过选取适当的试探函数和权函数来近似描述多孔介质内流体传质过程。
