第三章 fluent仿真有限速率燃烧模型

FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而，需要注意的是：你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示：图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM，P-1，Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型，烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中，针对不同的燃烧现象，采用了不同的化学动力学处理手段，以减少计算成本，如下：有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应，如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程，得到每种组分的时均质量分数值，如下：-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中，组分j的净生成速率：-----(2)-----(3)计算所需参数包括：1、组分及其热力学参数值；2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点：优点：适用于预混、部分预混和扩散燃烧，简单直观；缺点：当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性，难以解决化学反应与湍流的耦合问题，难以预测反应的中间组分，模型常数具有不确定性。

fluent燃烧模型点火机理
在 Fluent 燃烧模型中，点火机理（Ignition Mechanism）是一种用于描述燃料在一定条件下发生化学反应并点燃的过程的模型。

该模型主要考虑了燃料、氧气和点火源之间的相互作用，以及它们如何影响火焰的传播和燃烧过程。

具体来说，点火机理主要关注以下几个方面的因素：
1.燃料和氧气混合物的化学性质：包括燃料的类型、氧气的浓度和温度等。

这些因素决定了混合物在受到点火源作用时是否能够被点燃。

2.点火源的性质：点火源的能量、温度和持续时间等都会影响燃料的点燃过
程。

不同的点火源会产生不同的点燃效果。

3.火焰传播速度：火焰传播速度是描述火焰在燃料和氧气混合物中传播的快
慢的参数。

它是衡量燃烧反应速度的重要指标之一。

基于这些因素，Fluent 燃烧模型可以通过不同的算法和模型来模拟燃料的点燃过程。

这些算法和模型可以模拟火焰在混合物中的传播，预测火焰的形状、位置和温度分布等，以及模拟燃烧过程中产生的各种化学反应和热量传递等。

总的来说，Fluent 燃烧模型的点火机理是一个复杂的模型，需要考虑多个因素和参数，以准确地模拟燃料的点燃过程。

这些模型和方法可以为燃烧设备的设计、优化和改进提供重要的指导和参考。

Fluent软件的燃烧模型介绍Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍:一、气相燃烧模型·有限速率模型这种模型求解反应物和生成物输运组分方程,并由用户来定义化学反应机理。

反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。

有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。

应用领域:该模型可以模拟大多数气相燃烧问题,在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

PDF模型该模型不求解单个组分输运方程,但求解混合组分分布的输运方程。

各组分浓度由混合组分分布求得。

PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。

在该模型中,用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。

该模型不要求用户显式地定义反应机理,而是通过火焰面方法(即混即燃模型或化学平衡计算来处理,因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰,可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

非平衡反应模型层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展,从而用来模拟非平衡火焰燃烧。

在模拟富油一侧的火焰时,典型的平衡火焰假设失效。

该模型可以模拟形成Nox的中间产物。

应用领域:该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET 的燃烧问题。

预混燃烧模型该模型专用于燃烧系统或纯预混的反应系统。

在此类问题中,充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开。

通过求解反应过程变量来预测火焰面的位置。

湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。

应用领域:该模型可以用来模拟飞机加力燃烧室中的复杂流场模拟、气轮机、天然气燃炉等。

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧问题描述：长为2m、直径为的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为 m，高 m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。

燃烧火焰为湍流扩散火焰。

在燃烧器中心有一个直径为 m、长为 m、壁厚为 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。

空气从喷嘴周围以 m/s的速度进入燃烧器。

总当量比大约是(甲烷含量超过空气约28%)，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。

利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件2、使用非耦合求解器求解燃烧问题3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果4、利用分布云图检查反应流的计算结果5、预测热力型和快速型的NO X含量6、使用场函数计算器进行NO含量计算一、利用GAMBIT建立计算模型第1步启动GAMBIT，建立基本结构分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

(2)启动GAMBIT(3)创建对称轴①创建两端点。

A(0,0,0)，B(2,0,0)②将两端点连成线(4)创建小喷嘴及空气进口边界①创建C、D、E、F、G点②连接AC、CD、DE、DF、FG。

(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口①创建H、I、J、K、L、M、N点（y轴为，z轴为0）。

②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制，距离为板高度。

③连接GH、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。

FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而，需要注意的是：你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示：图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM，P-1，Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型，烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中，针对不同的燃烧现象，采用了不同的化学动力学处理手段，以减少计算成本，如下：有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应，如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程，得到每种组分的时均质量分数值，如下：-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中，组分j的净生成速率：-----(2)-----(3)计算所需参数包括：1、组分及其热力学参数值；2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点：优点：适用于预混、部分预混和扩散燃烧，简单直观；缺点：当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性，难以解决化学反应与湍流的耦合问题，难以预测反应的中间组分，模型常数具有不确定性。

141FLUENT基础与操作 第 3 章细化学反应机理，则只能在涡耗散概念模型和PDF 组分输运模型中作出选择。

PDF 组分输运模型计算量非常大，实际应用中采用涡耗散概念模型模拟涉及详细化学反应机理的燃烧过程更为现实。

需要说明的是，虽然非预混模型可以在后处理时查看中间组分（如OH 自由基）的分布，但这与考虑详细化学反应的模型是不同的。

考虑详细化学反应机理的模型（如涡耗散概念模型和PDF 组分输运模型）是通过计算阿累尼乌斯公式得出各个中间组分的反应速率求得的中间组分分布从根本上考虑了中间反应过程。

而非预混模型根本上只是计算流动混合问题，中间组分的浓度是通过查找混合分数与组分浓度的对应关系（即PDF 查表）获得的，从这个角度讲，非预混模型并不是严格意义上的考虑详细化学反应机理的模型，模拟出的反应过程中的中间组分浓度的结果不一定精确。

从模型准确性上来讲，一般而言，PDF 组分输运模型最为精确，涡耗散概念模型次之，其他模型只有在其适用的场合应用结果才可靠。

如基于平衡假设的非预混模型只适用于平衡化学反应、火焰面模型适用于非平衡化学反应、预混燃烧模型只适用于反应物与生成物有明显界面的完全预混反应。

从计算量上讲，一般而言，涡耗散模型和非预混模型的计算量较小，PDF 组分输运模型的计算量最大。

因涡耗散模型对所有的非预混、部分预混和完全预混燃烧场合都适用，因此若想快速得到比较可靠的燃烧模拟结果，可以先采用涡耗散模型进行初步计算，快速得到模拟结果为实际项目提供参考，而后再使用其他燃烧模型进一步获得更精确的结果。

3.10.3 通用有限速率模型1．通用有限速率模型的控制方程当用户选择解化学物质的守恒方程时，FLUENT 通过第i 种物质的对流扩散方程预估每种物质的质量分数，即Y i 。

守恒方程采用的通用形式如下。

()()i i i i i Y vY J R S tρρ∂+∇⋅=-∇++∂ 其中i R 是化学反应的净产生速率，i S 为离散相及用户定义的源项导致的额外产生速率。

FLUENT软件的燃烧模型介绍Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍：一、气相燃烧模型·有限速率模型这种模型求解反应物和生成物输运组分方程，并由用户来定义化学反应机理。

反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。

有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。

应用领域：该模型可以模拟大多数气相燃烧问题，在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

∙PDF模型该模型不求解单个组分输运方程，但求解混合组分分布的输运方程。

各组分浓度由混合组分分布求得。

PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。

在该模型中，用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。

该模型不要求用户显式地定义反应机理，而是通过火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理，因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域：该模型应用于非预混燃烧（湍流扩散火焰），可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

∙非平衡反应模型层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展，从而用来模拟非平衡火焰燃烧。

在模拟富油一侧的火焰时，典型的平衡火焰假设失效。

该模型可以模拟形成Nox的中间产物。

应用领域：该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET的燃烧问题。

∙预混燃烧模型该模型专用于燃烧系统或纯预混的反应系统。

在此类问题中，充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开。

通过求解反应过程变量来预测火焰面的位置。

湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。

应用领域：该模型可以用来模拟飞机加力燃烧室中的复杂流场模拟、气轮机、天然气燃炉等。

计算流体力学作业FLUENT模拟燃烧组分传输与气体燃烧问题描述：长为2m直径为的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为m，高m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。

燃烧火焰为湍流扩散火焰。

在燃烧器中心有一个直径为m、长为m、壁厚为m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。

空气从喷嘴周围以m/s的速度进入燃烧器。

总当量比大约是（甲烷含量超过空气约28%）,甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为X 103。

假定燃料完全燃烧并转换为：CH4+2OU CG+2H0反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。

利用FLUENT的finite-rate 化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件2、使用非耦合求解器求解燃烧问题3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果4、利用分布云图检查反应流的计算结果5、预测热力型和快速型的NQ含量6、使用场函数计算器进行NO含量计算一、利用GAMBIT建立计算模型第1步启动GAMBIT建立基本结构分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的(1) 建立新文件夹在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

⑵启动GAMBIT(3)创建对称轴①创建两端点。

A(0,0,0) ，B(2,0,0)②将两端点连成线⑷创建小喷嘴及空气进口边界①创建C、D E、F、G点②连接AC CD DE DF FG(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口①创建H、I、J、K、L、M N点(y轴为，z轴为0)②将H、I、J、K、L、M N向丫轴负方向复制，距离为板高度。

③连接GH、HO、OP、PI 、IJ 、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。

计算流体力学作业FLUENT 模拟燃烧问题描述：长为2m、直径为的圆筒形燃烧器结构如图1所示，燃烧筒壁上嵌有三块厚为 m，高 m的薄板，以利于甲烷与空气的混合。

燃烧火焰为湍流扩散火焰。

在燃烧器中心有一个直径为 m、长为 m、壁厚为 m的小喷嘴，甲烷以60 m/s的速度从小喷嘴注入燃烧器。

空气从喷嘴周围以 m/s的速度进入燃烧器。

总当量比大约是(甲烷含量超过空气约28%)，甲烷气体在燃烧器中高速流动，并与低速流动的空气混合，基于甲烷喷嘴直径的雷诺数约为×103。

假定燃料完全燃烧并转换为:CH4+2O2→CO2+2H2O反应过程是通过化学计量系数、形成焓和控制化学反应率的相应参数来定义的。

利用FLUENT的finite-rate化学反应模型对一个圆筒形燃烧器内的甲烷和空气的混合物的流动和燃烧过程进行研究。

1、建立物理模型，选择材料属性，定义带化学组分混合与反应的湍流流动边界条件2、使用非耦合求解器求解燃烧问题3、对燃烧组分的比热分别为常量和变量的情况进行计算，并比较其结果4、利用分布云图检查反应流的计算结果5、预测热力型和快速型的NO X含量6、使用场函数计算器进行NO含量计算一、利用GAMBIT建立计算模型第1步启动GAMBIT，建立基本结构分析：圆筒燃烧器是一个轴对称的结构，可简化为二维流动，故只要建立轴对称面上的二维结构就可以了，几何结构如图2所示。

(1)建立新文件夹在F盘根目录下建立一个名为combustion的文件夹。

(2)启动GAMBIT(3)创建对称轴①创建两端点。

A(0,0,0)，B(2,0,0)②将两端点连成线(4)创建小喷嘴及空气进口边界①创建C、D、E、F、G点②连接AC、CD、DE、DF、FG。

(5)创建燃烧筒壁面、隔板和出口①创建H、I、J、K、L、M、N点（y轴为，z轴为0）。

②将H、I、J、K、L、M、N向Y轴负方向复制，距离为板高度。

③连接GH、HO、OP、PI、IJ、JQ、QR、RK、KL、LS、ST、TM、MN、NB。

FLUENT中燃烧模拟计算的步骤和原则6.7 FLUENT中燃烧模拟计算的步骤和原则, Start in 2D or 3D(1) 确定物理模型的应用范围，(2) 划分计算网格(必要时应根据初步计算结果调整网格疏密)，(3) 确定求解量和计算收敛判据。

, Boundary conditions(4) 燃烧问题通常对进口边界条件十分敏感，利用已知的(或合理的)速度和标量分布作为边界条件是必要的，(5) 壁面传热对于整个计算也是很重要的，若已知，应指定壁面温度，而非指定边界条件中的内部对流、辐射等。

, Initial conditions(6) 尽管稳态问题的解不依赖于初始条件，但很差的初始条件会导致问题不能收敛(由于输运方程的数量和非线性)，(7) 对一些燃烧问题，可先求解冷态问题，以此为初始条件求气相燃烧问题，再求解离散相问题，再求解有辐射的问题，(8) 对强旋流，应逐渐增加其涡旋度。

, Underrelaxation Factors(9) 松弛的效果是针对高度非线性问题的，, Decrease the diverging residual URF in increments of 0.1, 使用混合物分数PDF模型时应松弛密度(0.5), 对高浮力流应松弛速度, 对高速流动应松弛压力(10) 一旦获得稳定解，应尝试增加所有量的松弛因子以尽可能地接近默认值。

, Discretization(11) 首先以一阶精度的方法离散控制方程，收敛后再以二阶精度离散以提高计算结果的精度，(12) 对三角形或四边形网格，二阶离散是尤为必要的。

, Discrete Phase Model为增强计算的稳定性，应(13) Increase number of stochastic tracks (or use particle cloud model)(14) Decrease DPM URF and increase number of gas phase iterations per DPM, Magnussen model(15) 为有限速率/涡耗散方法(Arrhenius/Magnussen) 的默认方法，, 对非预混(扩散)火焰，应关闭有限速率方法选项, 预混火焰需要Arrhenius项，因此反应物早期不燃烧(16) 可能需要高温初始化/补丁(initialization/patch)，(17) 使用依赖于温度的等压比热C以减少高温时的不合理性。

Fluent软件的燃烧模型介绍Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍:一、气相燃烧模型·有限速率模型这种模型求解反应物和生成物输运组分方程,并由用户来定义化学反应机理。

反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。

有限速率模型适用于预混燃烧、局部预混燃烧和非预混燃烧。

应用领域:该模型可以模拟大多数气相燃烧问题,在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

PDF模型该模型不求解单个组分输运方程,但求解混合组分分布的输运方程。

各组分浓度由混合组分分布求得。

PDF模型尤其适合于湍流扩散火焰的模拟和类似的反应过程。

在该模型中,用概率密度函数PDF来考虑湍流效应。

该模型不要求用户显式地定义反应机理,而是通过火焰面方法(即混即燃模型或化学平衡计算来处理,因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰,可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

非平衡反应模型层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展,从而用来模拟非平衡火焰燃烧。

在模拟富油一侧的火焰时,典型的平衡火焰假设失效。

该模型可以模拟形成Nox的中间产物。

应用领域:该模型可以模拟火箭发动机的燃烧问题和RAMJET及SCRAMJET 的燃烧问题。

预混燃烧模型该模型专用于燃烧系统或纯预混的反应系统。

在此类问题中,充分混合的反应物和反应产物被火焰面隔开。

通过求解反应过程变量来预测火焰面的位置。

湍流效应可以通过层流和湍流火焰速度的关系来考虑。

应用领域:该模型可以用来模拟飞机加力燃烧室中的复杂流场模拟、气轮机、天然气燃炉等。

FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型，适用于各种复杂情况下的燃烧问题，包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而，需要注意的是：你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示：图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM，P-1，Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型，烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中，针对不同的燃烧现象，采用了不同的化学动力学处理手段，以减少计算成本，如下：有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应，如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程，得到每种组分的时均质量分数值，如下：-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中，组分j的净生成速率：-----(2)-----(3)计算所需参数包括：1、组分及其热力学参数值；2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点：优点：适用于预混、部分预混和扩散燃烧，简单直观；缺点：当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性，难以解决化学反应与湍流的耦合问题，难以预测反应的中间组分，模型常数具有不确定性。

fluent中燃烧模型分类FLUENT燃烧模型化学反应模拟方法方法描述计算反应的选择有限速率模型需要求解组分质量分数的输运方程，化学反应机理由用户自己定义。

反应速率在组分输运方程中作为源项，并由阿累尼乌斯公式计算。

应用范围最广泛。

应用：模拟化学组分混合、输运和反应的问题；壁面或粒子表面反应问题层流有限速率模型使用Arrhenius公式计算化学源项，忽略湍流脉动的影响。

对于化学动力学控制的燃烧（如层流燃烧），或化学反应相对缓慢的湍流燃烧是准确的。

但对一般湍流火焰中Arrhenius化学动力学的高度非线性一般不精确；对于化学反应相对缓慢、湍流脉动较小的燃烧（如超音速火焰）可能可以接受。

漩涡破碎模型Eddy Dissipation大部分燃料快速燃烧，整体反应速率由湍流混合控制。

复杂且常是未知的化学反应动力学速率可以完全的被忽略掉。

化学反应速率由大尺度涡混合时间尺度k/ε控制。

只要k/ε（湍流）出现，燃烧即可进行，不需要点火源来启动燃烧。

（缺点：未能考虑分子输运和化学动力学因素的影响）适用条件：高雷诺数湍流预混燃烧过程。

EBU-Arrehenius模型EDC模型假定化学反应都发生在小涡中（精细涡），反应时间由小涡生存时间和化学反应本身需要的时间共同控制。

EDC模型能够在湍流反应中考虑详细的化学反应机理。

但是他们的数值积分计算开销很大。

使用条件：只有在快速化学反应假定无效的情况下才能使用这一模型（如快速熄灭火焰中缓慢的CO烧尽、选择性非催化还原中的NO转化问题）。

非预混燃烧模型不求解每个组分的质量分数输运方程，求解混合分数输运方程和一个或两个守恒标量的方程，然后从预测的混合分数公布推导出每一个组分的浓度。

通过概率密度函数或PDF来考虑湍流的影响。

应用：主要用于模拟湍流扩散火焰的反应系统。

这个系统要求接近化学平衡，氧化物和燃料以两个或者三个进口进入计算域。

预混燃烧模型主要用于单一、完全预先混合好的燃烧系统。