Báo cáo khoa học: Những kết quả nghiên cứu bước đầu về ứng dụng phần mềm fluent trong tính toán dòng nhiều pha

Lý thuyết dòng phun rối hai pha đã giành đ-ợc sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa họclớn trên thế giới qua các thời đại nh-: Abramovich, Elgobashi, Gavin, Gupta, Kolmogorov,Loisanski, Naumov, Reynolds, Shetz, Sligting, Schreiber… nh-ng tới nay vẫn ch-a đ-ợc nghiêncứu một cách đầy đủ (Abramovich và cộng sự, 1984). Tr-ớc những yêu cầu đòi hỏi ngày càng caocủa khoa học công nghệ hiện đại trong các ngành nông nghiệp, năng l-ợng, công nghiệp thựcphẩm, công nghiệp hoá chất, vũ trụ và hàng không, cứu hoả, môi tr-ờng, cũng nh- các lĩnh vực......
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: Những kết quả nghiên cứu bước đầu về ứng dụng phần mềm fluent trong tính toán dòng nhiều pha Báo cáo khoa học:Những kết quả nghiên cứu bước đầu về ứng dụngphần mềm fluent trong tính toán dòng nhiều pha Nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu b−íc ®Çu vÒ øng dông phÇn mÒm fluent trong tÝnh to¸n dßng nhiÒu pha Some results of the initial study on applying Fluent software in calculating multi phase flow Hoàng §øc Liªn1, NguyÔn ThÞ Thanh Loan1 summary This paper presents some results of the initial study on applying Fluent software in calculatinghydro-aerodynamics. The application is used to solve the problem about the Numerical simulationsof Metan burning in burning chamber. This has proclaimed that the calculation and simulation ofkinetics parameters could be done entirely. From that, we can calculate to design quickly,accurately and effectively machines and hydro-aero equipments. Keywords: Fluent software, hydro-aerodynamics, two phase flow1. ®Æt vÊn ®Ò Lý thuyÕt dßng phun rèi hai pha ®· giµnh ®−îc sù quan t©m nghiªn cøu cña nhiÒu nhµ khoa häclín trªn thÕ giíi qua c¸c thêi ®¹i nh−: Abramovich, Elgobashi, Gavin, Gupta, Kolmogorov,Loisanski, Naumov, Reynolds, Shetz, Sligting, Schreiber… nh−ng tíi nay vÉn ch−a ®−îc nghiªncøu mét c¸ch ®Çy ®ñ (Abramovich và céng sù, 1984). Tr−íc nh÷ng yªu cÇu ®ßi hái ngµy cµng caocña khoa häc c«ng nghÖ hiÖn ®¹i trong c¸c ngµnh n«ng nghiÖp, n¨ng l−îng, c«ng nghiÖp thùcphÈm, c«ng nghiÖp ho¸ chÊt, vò trô vµ hµng kh«ng, cøu ho¶, m«i tr−êng, còng nh− c¸c lÜnh vùckh¸c…nghiªn cøu vÒ dßng 2 pha nãi riªng, dßng ch¶y rèi nhiÒu pha ®−îc øng dông réng r·i trongnh÷ng thËp kû gÇn ®©y. HiÖn nay c¸c phÇn mÒm Phonatics, Flow 3D, Start CD Matlad, Ansys,Fluent ….®· vµ ®ang ®−îc sö dông trong thñy khÝ ®éng lùc häc (Joel H. Ferziger, Milovan PerÝcSpringer, 1999), tuy nhiªn ®èi víi mçi phÇn mÒm ph¹m vi øng dông ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt chØtrong mét lÜnh vùc nhÊt ®Þnh nµo ®ã. ë n−íc ta, viÖc øng dông phÇn mÒm Fluent ®Ó gi¶i quyÕt c¸cbµi to¸n thñy khÝ ®éng lùc häc ch−a nhiÒu, tuy nhiªn ®· cã mét sè nhµ khoa häc ®· b¾t ®Çu nghiªncøu, øng dông. PhÇn mÒm Fluent cã nhiÒu −u ®iÓm: ®−îc tÝnh to¸n dùa trªn c¬ së ph−¬ng ph¸p khèih÷u h¹n; ThiÕt kÕ trªn 2D hoÆc 3D trªn phÇn mÒm Gambit , CAD, SOLID EDG, I-DEAS… chophÐp gi¶i c¸c bµi to¸n trong thñy khÝ ®éng lùc häc nhanh gän, chÝnh x¸c, dÔ dµng vµ hiÖu qu¶ cao;KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng ®å thÞ, hay biÓu diÔn d−íi d¹ng tr−êng biÕn ®æi nh−:tr−êng ¸p suÊt, vËn tèc...cho phÐp ph¶n ¸nh mét c¸ch ®Çy ®ñ h¬n b¶n chÊt cña c¸c hiÖn t−îng vËt lý,c¬ häc hay qu¸ tr×nh lµm viÖc thùc cña c¸c thiÕt bÞ; Tù ®éng hãa qu¸ tr×nh tÝnh to¸n tiÕt kiÖm ®−îcnhiÒu lao ®éng vµ thêi gian còng nh− kinh phÝ (NguyÔn ThÞ Thanh Loan, 2004). Trong ph¹m vi bµiviÕt nµy ®Ò cËp ®Õn nghiªn cøu øng dông phÇn mÒm Fluent trong tÝnh to¸n thñy khÝ ®éng lùc häcdßng nhiÒu pha.2. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu2.1. M« h×nh rèi vµ ®iÒu kiÖn biªn trong tÝnh to¸n nhiÒu pha §Ó gi¶i c¸c bµi to¸n vÒ dßng hai pha th−êng sö dông c¸c m« h×nh rèi. §èi víi phÇn mÒmFluent sö dông m« h×nh k - ε ®Ó gi¶i bµi to¸n thñy khÝ ®éng lùc häc (NguyÔn ThÞ Thanh Loan,2004). C¸c ph−¬ng tr×nh m« h×nh k - ε cã d¹ng ElÝp do cã sù hiÖn diÖn cña biÓu thøc Gradient khuÕcht¸n (H.§. Liªn vµ N.T.Nam, 2000) vµ sö dông c¸c ®iÒu kiÖn biªn sau: + T¹i miÖng vµo: ph©n bè cña k vµ ε ph¶i ®−îc cho tr−íc. ∂ε ∂k = 0; =0 + T¹i miÖng ra hay trôc ®èi xøng + Dßng ch¶y tù do: k = 0; ε = 0 ∂n ∂n + GÇn thµnh r¾n: phô thuéc vµo hÖ sè Reynolds2.2. Ph−¬ng ph¸p sè sö dông trong phÇn mÒm FluentTÝnh to¸n ®¬n Ph−¬ng ph¸p tÝnh ®¬n lÎ tr−íc ®©y th−êng sö dông tÝnh to¸n trong Fluent 4. C¸ch tÝnh gÇn ®óngnµy ph−¬ng tr×nh ®−îc tÝnh to¸n liªn tôc (tõ ph−¬ng tr×nh nµy sang ph−¬ng tr×nh kh¸c). Bëi v×ph−¬ng tr×nh ë ®©y lµ kh«ng tuyÕn tÝnh (theo cÆp) tÝnh lÆp ®i lÆp l¹i cho ®Õn khi héi tô th× chÊp nhËn®−îc. Nã ®−îc biÓu diÔn theo s¬ ®å sau: NhËp chÝnh x¸c sè liÖu TÝnh to¸n c¸c ph−¬ng tr×nh ®éng l−îng Ph−¬ng tr×nh hiÖu chØnh ¸p suÊt (liªn tôc), nhËp: ¸p suÊt, tèc ®é dßng ch¶y TÝnh TÝnh to¸n ph−¬ng tr×nh n¨ng l−îng, rèi, vµ ph−¬ng tr×nh v« h−íng kh¸c. KÕt KÕt thóc Héi tô Cã ...