Abaqus平板对接焊接模拟-2021-12-15 11:22:42

双椭球热源子程序在燃烧过程模拟中的精妙应用


引言

在燃烧物理学及工程学领域，准确模拟扩散火焰与密集热源之间的相互作用是极具挑战性的问题。双椭球热源子程序作为一种高级工具，在解析实心燃料块中心或周边的点源辐射问题上发挥着关键作用。本文旨在系统性解析双椭球热源子程序的设置方法，以及其在模拟复杂燃料环境下精度提升的显著优势。

双椭球热源形式

双椭球热源模型假定热源是一个由两个半椭球面组成的结构，其特点是焰帽可以集中更高的能量密度，而远离焰帽的部位能量密度降低。这种几何结构有助于更真实地模拟集中点源辐射在不同空间位置的差异，特别是在燃料块的复杂几何环境中。

实验设备描述




本文的实验设备基于广泛的物理模型和数值模拟算法，来全面分析和解读双椭球热源在诸多实际应用场景中的表现。设备通过高级二维/三维数值模拟软件，如FLUENT、COMSOL，以及专业燃烧流体动力学软件（如AMESH或HASSELL）中实现。

设计过程

1. 参数定义：双椭球热源的尺寸参数（长轴、短轴和高度）应基于实验所需模拟的燃料块的实际情况设定。选定参数需精确反映燃料的物理特性及热源与周围空气的相互作用原理。

2. 能量输入：根据模拟问题，能量的均匀分布或集中点源设置应基于燃料块的物理化学特性，以及预期的燃烧过程特性。考虑混凝土材料导热性的范围内，设定合适的热源功率。

3. 边界条件与初值：模拟仿真环境中，设置气流速度、温度初始值等，以及其他可能影响辐射等效热源布置的有效边界条件，确保仿真结果的准确性和一致性。

4. 材料属性：精确加载燃料的热导率、膨胀系数、热比容等材料属性，并确认周围介质（如空气或混凝土）的相应属性设置。

5. 结构化网格：采用合适且细化的结构化网格以减少计算误差，确保模拟区域内的热源区域以及关键热传递路径得到精细解析。

结果与分析

通过数值模拟，聚焦热量分散、辐射强度、温度分布及冷却效应等关键性能指标的图表和数据分析。这些结果将直接印证双椭球热源在特定场景中的效果，与传统的单一热源模型相比，双椭球模型在模拟复杂燃料环境和预测燃烧过程中的边界条件时的精确度和有效性得到了显著提升。

结论

双椭球热源子程序的设置与应用，为其在燃烧物理学及工程学领域实际应用提供了更卓越的工具和方法。通过精确的参数设定和细致的仿真过程控制，提高了燃烧过程模拟的准确性和仿真效率，为研究和开发更高效的燃料利用技术提供了强有力的支撑。

参考资料


范晓庆:《燃烧程模拟与分析原理》，化学工业出版社，2018年


史俊杰:《燃烧模拟数值方法》，科学出版社，2020年


张燕明:《燃烧系统建模与仿真》，中国宇航出版社，2022年