1.一種多孔介質模型結構中燃油液滴蒸發(fā)過程的研究方法,其特征在于以下步驟:
第一步,利用Gambit軟件建立二維平壁幾何模型、多孔介質順排幾何模型和多孔介質插排幾何模型;所述的二維平壁幾何模型和多孔介質順排幾何模型為正方形,尺寸為5mm-50mm;所述的多孔介質插排幾何模型為矩形,所述的矩形尺寸寬為5.732mm-57.32mm,高度為9.305mm-93.05mm;所述的多孔介質順排幾何模型和多孔介質插排幾何模型的四個角均有一個扇形面,所述的扇形面為多孔介質高溫壁面,由四分之一的氧化鋁或碳化硅小球構成,所述高溫壁面溫度為800K-1000K,所述的氧化鋁或碳化硅小球直徑為4mm-40mm;兩個高溫壁面之間的邊界取為出口,所述的出口寬度為1mm-10mm;
將三種幾何模型進行網格劃分,并導出網格文件,作為流體計算軟件Fluent軟件的輸入文件;
第二步,通過流體計算軟件Fluent讀取第一步得到的網格文件,檢查網格,若結果中有負體積網格,重新進行網格劃分;若結果中沒有負體積網格,則進行下一步;
第三步,進行Fluent中的模型設置
3.1)依次啟動操作面板上的能量方程、粘性模型中的k-epsilon方程、輻射模型中的Discrete Ordinates方程,再依次激活燃油液滴材料種類模型中的具體選項,激活離散項模型中的離散相與連續(xù)相相互作用的選項和噴射選項;
3.2)設置Fluent中操作面板上噴射選項的具體參數:在二維平壁幾何模型和多孔介質順排幾何模型中設定燃油液滴的噴射位置,所述的液滴噴射位置為任一邊界的中點;在多孔介質插排幾何模型中設定燃油液滴的噴射位置,所述的液滴噴射位置為矩形的任一頂點;再設定初始燃油液滴的直徑、溫度、噴射速度、噴射終止時間和質量流量;
3.3)在材料選項中設定燃油液滴的密度、比熱容、沸點參數,并且添加新的固體材料氧化鋁或碳化硅;
第四步,在幾何模型中設置邊界條件和計算方法
在幾何模型中,設置二維平壁幾何模型的氧化鋁或碳化硅高溫壁面,出口均設置為壓力出口,操作壓力設為一個標準大氣壓;再依次設定SIMPLE計算方法,設定空間離散方法,壓力計算方法采用標準選項,動量、湍動能和湍動能耗散率和能量方程的計算方法均采用二階迎風格式;所述的空間離散方法中梯度計算方法采用格林高斯算法;
第五步,模型初始化和計算設置
將計算區(qū)域的參數進行初始化,并在多孔介質順排幾何模型和多孔介質插排幾何模型中,將氧化鋁或碳化硅的高溫壁面溫度設置為800K—1000K;在Fluent的計算活動選項中設置自動保存dat文件,所述的自動保存dat文件是指Fluent每次完成10個時間步長的計算時,自動保存一個dat文件到儲存位置;將時間步長設定為1.0×10-6s-5.0×10-5s;將步長數量設定為5000-50000,每個時間步長內的最大迭代次數設定為1000次,開始計算;
第六步,讀取相應工況下Fluent的dat文件,利用Fluent中的Graphics選項得到平壁幾何模型、多孔介質順排幾何模型和多孔介質插排幾何模型中燃油液滴的質量分數分布云圖。