本案例演示利用CFX计算高温烟气从烟囱喷出后在空气中扩散过程的基本流程。

1 问题描述

本案例计算模型如图所示。

计算区域中包含3个烟囱并以一定质量流量向环境中喷入混合气体组分，空气风速1 m/s。

计算结果如图所示。

2 CFX设置

2.1 启动CFX

• 启动CFX，如下图所示设置Work Directory，点击按钮CFX-Pre启动CFX

• 点击工具栏按钮New Case打开设置对话框，选择General项，点击按钮OK新建Case

2.2 导入计算网格

• 选择菜单File → Import → Mesh…打开文件选择对话框

• 如下图所示选择网格文件MultiSpecies.cgns，注意选择网格单位为m，点击OK按钮导入网格文件

导入模型如图所示。

2.2 创建化学反应混合物

• 选择模型树节点Materials，点击右键，如下图所示创建新材料

• 材料命名为mixture

• 如下图所示设置材料类型为Variable Composition Mixture，点击Materials List后的Import library Data 按钮，打开材料选择对话框

• 选择对话框中Gas Phase Combustion节点下材料介质CO2、H2O、N2、O2，点击OK按钮关闭对话框

• 如下图所示选中4种组分，点击OK按钮关闭对话框

• 定义完毕的材料参数如图所示

2.3 计算类型设置

• 如图所示，双击模型树选项

• 如下图所示设置计算类型为Transient，设置Total为40 s，设置Timesteps为0.25 s

2.3 计算区域设置

• 鼠标双击模型树节点Default Domain打开区域设置面板

• 进入Basic Settings标签页，如下图所示设置Material为Mixture

• 进入Fluid Models标签页，设置Heat Transfer Option为Total Energy，指定N2为****设置点击OK按钮关闭面板

注：这里Heat Transfer也可以设置为Thermal Energy。

2.4 边界条件设置

1、添加边界inlet1

• 右键选择节点Default Domain，选择弹出对话框Insert → Boundary插入边界

• 如下图所示指定边界名称为inletAir，点击OK按钮打开设置面板

• 进入面板Basic Settings标签页，设置Boundary Type为Inlet，指定Location为INLETAIR，如下图所示

• 进入Boundary Details标签页，指定Normal Speed为1 m/s，指定Static Temperature为300 K，指定O2质量分数为0.23，其他参数保持默认设置，点击OK按钮关闭对话框

• 其他边界如表所示

2.8 Output控制

• 点击工具栏按钮Output Control打开输出控制设置对话框

• 如下图所示定义文件保存频率

2.9 创建初始值

• 点击按钮Global Initialization弹出设置对话框

• 定义O2质量分数为0.23，如下图所示

2.5 设置求解控制参数

• 鼠标双击模型树节点Solver Control弹出参数设置面板

• 指定最大内迭代次数为10，如下图所示

• 点击工具栏按钮Define Run

软件会自动打开求解管理器。

2.6 求解计算

• 如下图所示设置并行计算参数，指定CPU数量，点击按钮Start Run开始求解计算

• 计算完毕选中选项Post-Process Results，点击OK按钮打开CFD-Post进行后处理

3 计算结果

• CO2浓度随时间变化

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