本算例演示利用Fluent中的部分预混燃烧模型计算燃烧器内的燃烧状态。

1 问题描述

算例模型如下图所示。燃烧器包括两个入口，其中一个入口全为空气，另一个入口为甲烷与空气的混合物。空气入口温度650 K，流速10 m/s沿轴向流入；混合物入口温度300 K， 轴向流速50 m/s，旋转方向流速30 m/s，混合物中甲烷质量分数0.0453。计算区域边界如下图所示。

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geom.PNG2 Fluent设置以2D、Double Precision方式启动Fluent利用File → Read → Mesh…读取计算网格par-premixed.msh2.1 General设置进入General面板，点击Scale… 按钮进入Scale Mesh对话框，如下所示缩放几何

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激活选项Axisymmetric Swirl

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注：Axisymmetric与Axisymmetric Swirl的区别在于Axisymmetric Swirl可以考虑区域沿旋转轴旋转。

”2.2 Models设置采用SST k-omega湍流模型

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打开Species Model对话框，在Chemistry标签页进行如下图所示设置激活选项Partially Premixed Combustion选择选项Chemical Equilibrium选项选择Adiabatic指定参数Fuel Stream Rich Flammability Limit为1

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进入Boundary 标签页指定燃料列中ch4 为0.0453，n2为0.7283，o2为0.2264指定Oxid的温度为650 K其他参数保持默认设置

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进入Table标签页，采用默认参数设置，点击按钮Calculate PDF Table创建PDF表

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其他参数保持默认设置，点击OK按钮关闭对话框2.3 边界条件设置

1、air边界

进入Momentum标签页指定Axis-Velocity为10 m/s指定Specification Method 为Intensity and Hydraulic Diameter指定Turbulent Intensity 为10，指定Hydraulic Diameter为0.0254 m其他参数保持默认设置，点击OK 按钮关闭对话框

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2、air-fuel边界

进入Momentum标签页指定Axial-Velocity为50 m/s， 指定Swirl-Velocity 为30 m/s ，其他参数如下图所示设置

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进入Species 标签页指定Mean Mixture Fraction 为1点击Apply 及Close 按钮确认并关闭对话框

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3、outlet边界

指定Backflow Progress Variable 为1点击Apply 及Close 按钮确认并关闭对话框

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2.4 Controls设置进入Equations 对话框，取消选择Premixed Combustion及Pdf

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注：先进行冷态场计算。

”2.5 初始化设置选择Hybrid Initialization 进行初始化计算

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2.6 迭代计算设置迭代1000 次

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2.7 标记区域如下图所示标记一个矩形区域

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2.8 Patch区域如下图所示Patch标记区域的进程标量为0

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2.9 启用方程如下图所示进入Equations对话框选择所有的方程

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2.10 迭代计算设置迭代1000 次

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3 计算结果甲烷质量分数

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进程变量分布

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温度分布

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