燃燒仿真軟件CONVERGE-CFD高級(jí)功能自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化教程

燃燒仿真軟件CONVERGE_CFD高級(jí)功能自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化教程1燃燒仿真基礎(chǔ)1.1燃燒仿真的物理原理燃燒仿真基于一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，這些過程在熱力學(xué)、流體力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的框架下進(jìn)行。燃燒過程涉及燃料和氧化劑的混合、化學(xué)反應(yīng)的引發(fā)、熱量的產(chǎn)生和傳遞，以及最終產(chǎn)物的形成。在燃燒仿真中，我們通常關(guān)注以下關(guān)鍵物理原理：質(zhì)量守恒：燃料、氧化劑和產(chǎn)物的質(zhì)量總和在燃燒過程中保持不變。動(dòng)量守恒：流體的動(dòng)量在燃燒區(qū)域內(nèi)外保持守恒，考慮到外部力的作用。能量守恒：燃燒過程中產(chǎn)生的能量等于燃料化學(xué)能的釋放和熱能的傳遞?；瘜W(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：描述化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)路徑，是燃燒模型的核心。1.2燃燒模型的類型與選擇燃燒模型的選擇取決于仿真目標(biāo)和燃燒系統(tǒng)的復(fù)雜性。常見的燃燒模型包括：層流燃燒模型：適用于沒有湍流影響的燃燒過程，如小尺度火焰或燃燒初期。湍流燃燒模型：考慮到湍流對(duì)燃燒的影響，適用于大多數(shù)實(shí)際燃燒系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒室。PDF（概率密度函數(shù)）模型：用于處理非預(yù)混燃燒，通過統(tǒng)計(jì)方法描述燃料和氧化劑的混合狀態(tài)。EDC（組分?jǐn)U散模型）：適用于預(yù)混和非預(yù)混燃燒，通過考慮組分?jǐn)U散和化學(xué)反應(yīng)的耦合來模擬燃燒過程。選擇燃燒模型時(shí)，需要考慮計(jì)算資源、仿真精度和燃燒系統(tǒng)的特性。1.3CFD在燃燒仿真中的應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）是燃燒仿真中不可或缺的工具，它能夠模擬燃燒過程中的流體流動(dòng)、熱量傳遞和化學(xué)反應(yīng)。CFD軟件如CONVERGECFD通過求解Navier-Stokes方程和化學(xué)反應(yīng)方程，提供燃燒過程的可視化和定量分析。在使用CFD進(jìn)行燃燒仿真時(shí)，以下步驟是常見的：幾何建模：創(chuàng)建燃燒系統(tǒng)的幾何模型，包括燃燒室、噴嘴和燃料路徑。網(wǎng)格生成：為幾何模型生成網(wǎng)格，網(wǎng)格的精細(xì)程度直接影響仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。邊界條件設(shè)置：定義入口、出口和壁面的邊界條件，包括溫度、壓力和流速。物理模型選擇：根據(jù)燃燒系統(tǒng)的特性選擇合適的燃燒模型和湍流模型。求解設(shè)置：設(shè)置求解器參數(shù)，如時(shí)間步長(zhǎng)、迭代次數(shù)和收斂標(biāo)準(zhǔn)。后處理與分析：分析仿真結(jié)果，包括溫度分布、壓力變化、燃燒效率和污染物排放。1.3.1示例：使用CONVERGECFD進(jìn)行燃燒仿真假設(shè)我們正在使用CONVERGECFD軟件對(duì)一個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程進(jìn)行仿真。以下是一個(gè)簡(jiǎn)化的仿真設(shè)置示例：#創(chuàng)建幾何模型

convergeStudio--geometrydiesel_engine.stl

#生成網(wǎng)格

convergeStudio--meshdiesel_engine.mesh

#設(shè)置邊界條件

convergeStudio--boundary-conditionsdiesel_engine.bcs

#選擇物理模型

convergeStudio--modelsdiesel_engine.models

#設(shè)置求解參數(shù)

convergeStudio--solver-settingsdiesel_engine.settings

#運(yùn)行仿真

convergeStudio--rundiesel_engine.run在上述示例中，我們首先使用CONVERGECFD的幾何建模工具創(chuàng)建了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何模型。然后，我們生成了網(wǎng)格，這一步對(duì)于確保仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。接下來，我們定義了邊界條件，包括燃料噴射的入口條件和燃燒室壁面的絕熱條件。物理模型的選擇包括湍流燃燒模型和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)制。最后，我們?cè)O(shè)置了求解參數(shù)并運(yùn)行了仿真。1.3.2數(shù)據(jù)樣例在燃燒仿真中，數(shù)據(jù)樣例可能包括網(wǎng)格文件、邊界條件文件和模型參數(shù)文件。例如，網(wǎng)格文件可能包含以下信息：#diesel_engine.mesh

#Gridinformation

#Numberofcells:1000000

#Numberoffaces:2000000

#Numberofnodes:100000

#Gridtype:structured邊界條件文件可能包含以下內(nèi)容：#diesel_engine.bcs

#Boundaryconditions

#Inlet:fuel_inlet

#Type:velocity_inlet

#Velocity:10m/s

#Temperature:300K

#Species:diesel

#Outlet:exhaust_outlet

#Type:pressure_outlet

#Pressure:101325Pa

#Wall:combustion_chamber_wall

#Type:adiabatic_wall模型參數(shù)文件可能包括燃燒模型的選擇和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的定義：#diesel_engine.models

#Physicalmodels

#Turbulencemodel:SSTk-omega

#Combustionmodel:EDC

#Chemistry:diesel_chemistry.cti通過這些文件的設(shè)置，我們可以使用CONVERGECFD進(jìn)行詳細(xì)的燃燒過程仿真，從而獲得燃燒效率、溫度分布和污染物排放等關(guān)鍵信息。2CONVERGE_CFD簡(jiǎn)介2.1CONVERGE_CFD軟件概述CONVERGECFD是一款由ConvergentScience開發(fā)的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件，它專為解決內(nèi)燃機(jī)、燃燒、噴霧和多相流問題而設(shè)計(jì)。CONVERGECFD采用獨(dú)特的網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)，能夠自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)格密度以適應(yīng)流場(chǎng)的變化，從而在保證計(jì)算精度的同時(shí)，顯著提高計(jì)算效率。其獨(dú)特的多物理場(chǎng)耦合能力，使得在燃燒、傳熱、化學(xué)反應(yīng)等復(fù)雜物理過程的模擬中表現(xiàn)出色。2.2CONVERGE_CFD在燃燒仿真中的優(yōu)勢(shì)2.2.1自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化(AMR)CONVERGECFD的自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化(AMR)功能是其在燃燒仿真中的一大亮點(diǎn)。AMR能夠自動(dòng)識(shí)別流場(chǎng)中需要高分辨率的區(qū)域，如火焰前沿、湍流結(jié)構(gòu)和噴霧區(qū)域，并在這些區(qū)域動(dòng)態(tài)增加網(wǎng)格密度，而在流場(chǎng)變化較小的區(qū)域則保持較低的網(wǎng)格密度。這種智能網(wǎng)格調(diào)整策略，不僅能夠捕捉到燃燒過程中的細(xì)節(jié)，還能大幅減少計(jì)算資源的消耗，縮短計(jì)算時(shí)間。2.2.2燃燒模型CONVERGECFD提供了多種燃燒模型，包括：詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制：能夠模擬復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，適用于研究燃燒機(jī)理和排放控制。簡(jiǎn)化燃燒模型：如EddyDissipationModel(EDM)和ProgressVariableFlameletModel(PVFFM)，適用于快速預(yù)測(cè)燃燒效率和污染物生成。湍流燃燒模型：如PDF(ProbabilityDensityFunction)模型，能夠處理湍流與燃燒的相互作用，適用于高湍流強(qiáng)度的燃燒環(huán)境。這些模型的選擇和應(yīng)用，需要根據(jù)具體的燃燒環(huán)境和研究目的來決定，以達(dá)到最佳的模擬效果。2.3CONVERGE_CFD的燃燒模型2.3.1詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制2.3.1.1原理詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制考慮了燃燒過程中所有可能的化學(xué)反應(yīng)路徑，包括燃料的裂解、氧化、中間產(chǎn)物的生成和消耗等。這種模型能夠提供燃燒過程的全面理解，但計(jì)算成本較高。2.3.1.2示例在CONVERGECFD中，使用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行燃燒模擬，首先需要定義燃料的化學(xué)組成和反應(yīng)機(jī)制。例如，對(duì)于甲烷燃燒，可以使用GRI3.0機(jī)制，該機(jī)制包含了53種物種和325個(gè)反應(yīng)。#在CONVERGEStudio中定義化學(xué)反應(yīng)機(jī)制

$converge_studio

#在項(xiàng)目設(shè)置中選擇化學(xué)反應(yīng)機(jī)制

Chemistry>Mechanism>Select"GRI3.0"然后，需要在模擬設(shè)置中啟用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，并設(shè)置相關(guān)的燃燒參數(shù)。#啟用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制

Chemistry>ChemistryType>Select"Detailed"

#設(shè)置燃燒參數(shù)

Chemistry>Parameters>Set"Temperature"and"Pressure"2.3.2簡(jiǎn)化燃燒模型2.3.2.1原理簡(jiǎn)化燃燒模型通過減少化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜度，來降低計(jì)算成本。例如，EDM模型假設(shè)燃料和氧化劑在湍流尺度上迅速混合并燃燒，而PVFFM模型則基于預(yù)混火焰庫，適用于預(yù)混和擴(kuò)散燃燒的混合情況。2.3.2.2示例在CONVERGECFD中，使用EDM模型進(jìn)行燃燒模擬，首先需要在項(xiàng)目設(shè)置中選擇EDM作為燃燒模型。#在CONVERGEStudio中選擇EDM模型

$converge_studio

#在項(xiàng)目設(shè)置中選擇EDM模型

Chemistry>ChemistryType>Select"EddyDissipation"然后，設(shè)置相關(guān)的湍流和燃燒參數(shù)，以確保模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。#設(shè)置湍流和燃燒參數(shù)

Turbulence>Model>Select"k-epsilon"

Chemistry>Parameters>Set"Fuel"and"Oxidizer"2.3.3湍流燃燒模型2.3.3.1原理湍流燃燒模型考慮了湍流對(duì)燃燒過程的影響，通過統(tǒng)計(jì)方法或直接數(shù)值模擬(DNS)來處理湍流與化學(xué)反應(yīng)的耦合。PDF模型假設(shè)燃燒過程的概率密度函數(shù)，能夠處理非預(yù)混燃燒中的湍流與化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜相互作用。2.3.3.2示例在CONVERGECFD中，使用PDF模型進(jìn)行燃燒模擬，首先需要在項(xiàng)目設(shè)置中選擇PDF作為燃燒模型。#在CONVERGEStudio中選擇PDF模型

$converge_studio

#在項(xiàng)目設(shè)置中選擇PDF模型

Chemistry>ChemistryType>Select"PDF"然后，設(shè)置相關(guān)的湍流和燃燒參數(shù)，以及PDF模型的特定參數(shù)，如湍流混合長(zhǎng)度和擴(kuò)散系數(shù)。#設(shè)置湍流和燃燒參數(shù)

Turbulence>Model>Select"k-omega"

Chemistry>Parameters>Set"Fuel"and"Oxidizer"

#設(shè)置PDF模型參數(shù)

Chemistry>PDFParameters>Set"MixingLength"and"DiffusionCoefficient"通過以上步驟，可以利用CONVERGECFD的高級(jí)燃燒模型，進(jìn)行精確的燃燒仿真，無論是詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制的高精度模擬，還是簡(jiǎn)化模型的快速預(yù)測(cè)，都能滿足不同研究和工程需求。3自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化技術(shù)3.1自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化原理自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化（AdaptiveMeshRefinement,AMR）是一種在計(jì)算流體力學(xué)（CFD）中廣泛使用的技術(shù)，用于提高計(jì)算效率和精度。在燃燒仿真中，AMR能夠根據(jù)物理場(chǎng)的局部特征動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)格密度，確保在高梯度區(qū)域（如火焰前沿）有足夠的網(wǎng)格分辨率，而在變化較平緩的區(qū)域則使用較粗的網(wǎng)格，從而節(jié)省計(jì)算資源。3.1.1原理概述AMR的基本思想是將計(jì)算域劃分為多個(gè)層次的網(wǎng)格，每個(gè)層次的網(wǎng)格密度不同。在計(jì)算過程中，根據(jù)預(yù)設(shè)的誤差估計(jì)或物理量變化率，自動(dòng)判斷哪些區(qū)域需要更細(xì)的網(wǎng)格。這些區(qū)域被進(jìn)一步細(xì)分，形成更高層次的網(wǎng)格，而其他區(qū)域則保持不變或被合并，形成更低層次的網(wǎng)格。這一過程可以動(dòng)態(tài)重復(fù)，確保計(jì)算精度的同時(shí)，最大化計(jì)算效率。3.1.2錯(cuò)誤估計(jì)與網(wǎng)格調(diào)整AMR中的網(wǎng)格調(diào)整基于錯(cuò)誤估計(jì)。常見的錯(cuò)誤估計(jì)方法包括：殘差估計(jì)：通過比較不同層次網(wǎng)格上的解的差異來估計(jì)誤差。梯度估計(jì)：在高梯度區(qū)域，如燃燒反應(yīng)的活躍區(qū)域，自動(dòng)增加網(wǎng)格密度。物理量變化率：監(jiān)測(cè)物理量（如溫度、壓力）的變化率，對(duì)變化率高的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化。3.2自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化在CONVERGE_CFD中的實(shí)現(xiàn)CONVERGECFD是一款先進(jìn)的燃燒仿真軟件，內(nèi)置了自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化功能，能夠自動(dòng)識(shí)別并細(xì)化需要高分辨率的區(qū)域，如火焰前沿、湍流結(jié)構(gòu)等。3.2.1設(shè)置AMR在CONVERGECFD中，AMR的設(shè)置主要通過控制面板完成，用戶可以指定：細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)：定義哪些物理量的變化率或梯度觸發(fā)網(wǎng)格細(xì)化。細(xì)化層次：設(shè)置網(wǎng)格細(xì)化的最大層次，以控制計(jì)算資源的使用。細(xì)化頻率：確定網(wǎng)格細(xì)化的計(jì)算步數(shù)間隔。3.2.2示例：自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化設(shè)置#在CONVERGECFD中設(shè)置自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化

#設(shè)置細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)為溫度梯度

amr_criteria="temperature_gradient"

#設(shè)置最大細(xì)化層次為4

max_amr_level=4

#設(shè)置細(xì)化頻率為每100計(jì)算步細(xì)化一次

amr_frequency=1003.2.3數(shù)據(jù)樣例假設(shè)我們正在模擬一個(gè)燃燒過程，初始網(wǎng)格為20x20x20，隨著計(jì)算的進(jìn)行，CONVERGECFD自動(dòng)識(shí)別到火焰前沿區(qū)域需要更高的網(wǎng)格分辨率，于是將該區(qū)域的網(wǎng)格細(xì)化到40x40x40，而其他區(qū)域保持不變。3.3自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化的案例分析3.3.1案例：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒仿真在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒仿真中，自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化能夠顯著提高火焰?zhèn)鞑ズ腿紵^程的模擬精度。通過監(jiān)測(cè)溫度和壓力的變化率，CONVERGECFD能夠在燃燒室的關(guān)鍵區(qū)域（如噴油嘴附近、燃燒前沿）自動(dòng)增加網(wǎng)格密度，捕捉到更精細(xì)的燃燒結(jié)構(gòu)，同時(shí)在其他區(qū)域使用較粗的網(wǎng)格，減少計(jì)算時(shí)間。3.3.2結(jié)果分析精度提升：細(xì)化網(wǎng)格區(qū)域的燃燒過程模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度更高。效率優(yōu)化：整體計(jì)算時(shí)間相比固定高密度網(wǎng)格顯著減少，同時(shí)保持了關(guān)鍵區(qū)域的高精度。3.3.3注意事項(xiàng)在使用AMR時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)的選擇：選擇合適的物理量作為細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，以確保關(guān)鍵區(qū)域的網(wǎng)格密度。計(jì)算資源管理：合理設(shè)置最大細(xì)化層次和細(xì)化頻率，避免過度細(xì)化導(dǎo)致計(jì)算資源浪費(fèi)。結(jié)果驗(yàn)證：對(duì)細(xì)化網(wǎng)格區(qū)域的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確保AMR的正確應(yīng)用沒有引入額外的誤差。通過以上內(nèi)容，我們了解了自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化技術(shù)在燃燒仿真中的重要性，以及在CONVERGECFD軟件中的具體實(shí)現(xiàn)方法。合理應(yīng)用AMR，可以顯著提高燃燒仿真結(jié)果的精度和計(jì)算效率。4高級(jí)功能應(yīng)用4.1自定義反應(yīng)機(jī)理的導(dǎo)入在燃燒仿真中，自定義反應(yīng)機(jī)理的導(dǎo)入是實(shí)現(xiàn)精確燃燒模型的關(guān)鍵步驟。CONVERGECFD軟件提供了靈活的接口，允許用戶導(dǎo)入自定義的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，以模擬特定燃料的燃燒過程。這通常涉及到編輯CONVERGE的輸入文件，以包含用戶定義的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。4.1.1步驟1：準(zhǔn)備反應(yīng)機(jī)理文件首先，需要準(zhǔn)備一個(gè)反應(yīng)機(jī)理文件，通常以CHEMKIN格式。例如，對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的甲烷燃燒反應(yīng)機(jī)理，文件可能如下所示：SPECIES,CH4,O2,N2,CO2,H2O,CO,NO,NO2,N,OH,H,AR

REACTIONS

CH4+2O2=CO2+2H2O1.000E+000.000E+00-1.000E+044.1.2步驟2：在CONVERGE中導(dǎo)入反應(yīng)機(jī)理在CONVERGE的輸入文件中，使用REACTION_MECHANISM命令來指定反應(yīng)機(jī)理文件的位置。例如：REACTION_MECHANISM,"mechanism.ckin"4.1.3步驟3：設(shè)置燃燒模型接下來，需要在CONVERGE中設(shè)置燃燒模型，以使用導(dǎo)入的反應(yīng)機(jī)理。這通常涉及到選擇合適的燃燒模型，如DIAGNOSTIC或CHEMKIN，并設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。COMBUSTION_MODEL,CHEMKIN4.2多相流燃燒仿真多相流燃燒仿真在CONVERGECFD中是一個(gè)高級(jí)功能，用于模擬包含液滴、固體顆粒和氣體的復(fù)雜燃燒過程。這在噴霧燃燒、煤燃燒等領(lǐng)域尤為重要。4.2.1步驟1：定義多相流在CONVERGE中，使用MULTIPHASE命令來定義多相流。例如，模擬柴油噴霧燃燒，可以定義柴油液滴相：MULTIPHASE,LIQUID,"diesel"4.2.2步驟2：設(shè)置液滴模型接下來，需要設(shè)置液滴模型，包括液滴的初始大小、分布和蒸發(fā)模型。例如：DROPLET_SIZE_MODEL,CONSTANT,10.0

DROPLET_SIZE_DISTRIBUTION,UNIFORM

DROPLET_EVAPORATION_MODEL,CONDENSATION4.2.3步驟3：導(dǎo)入燃料物性對(duì)于多相流燃燒，還需要導(dǎo)入燃料的物理性質(zhì)，如密度、粘度和表面張力。這通常通過FLUID_PROPERTIES命令完成。FLUID_PROPERTIES,"diesel",832.0,0.00035,0.0224.3湍流燃燒模型的高級(jí)設(shè)置湍流燃燒模型在CONVERGECFD中用于模擬湍流條件下的燃燒過程。高級(jí)設(shè)置允許用戶調(diào)整模型參數(shù)，以更準(zhǔn)確地反映實(shí)際燃燒條件。4.3.1步驟1：選擇湍流模型首先，需要選擇一個(gè)湍流模型。CONVERGE提供了多種模型，如k-epsilon、k-omega和LES。例如：TURBULENCE_MODEL,k-epsilon4.3.2步驟2：設(shè)置湍流燃燒模型然后，設(shè)置湍流燃燒模型。這可能包括選擇湍流擴(kuò)散模型、湍流化學(xué)反應(yīng)模型等。例如：TURBULENT_DIFFUSION_MODEL,ALGEBRAIC

TURBULENT_COMBUSTION_MODEL,EDC4.3.3步驟3：調(diào)整模型參數(shù)最后，根據(jù)具體應(yīng)用調(diào)整模型參數(shù)。例如，調(diào)整k-epsilon模型的常數(shù)：TURBULENCE_MODEL_CONSTANT,C1,1.44

TURBULENCE_MODEL_CONSTANT,C2,1.92通過以上步驟，可以利用CONVERGECFD的高級(jí)功能，如自定義反應(yīng)機(jī)理的導(dǎo)入、多相流燃燒仿真和湍流燃燒模型的高級(jí)設(shè)置，來精確模擬復(fù)雜的燃燒過程。這些功能的使用需要對(duì)燃燒理論和CFD模擬有深入的理解，以及對(duì)軟件操作的熟練掌握。5實(shí)踐操作指南5.1CONVERGE_CFD的前處理設(shè)置在進(jìn)行燃燒仿真之前，前處理設(shè)置是確保模擬準(zhǔn)確性和效率的關(guān)鍵步驟。CONVERGECFD軟件提供了強(qiáng)大的前處理功能，允許用戶自定義模擬的各個(gè)方面，包括幾何、網(wǎng)格、物理模型和邊界條件。5.1.1幾何導(dǎo)入與處理導(dǎo)入幾何：CONVERGECFD支持多種幾何文件格式，如STL、IGES、STEP等。使用import_geometry命令導(dǎo)入幾何模型。import_geometry("engine_block.stl");幾何修復(fù)：對(duì)于不封閉或有缺陷的幾何，使用repair_geometry命令進(jìn)行修復(fù)。repair_geometry();5.1.2網(wǎng)格生成自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化：CONVERGECFD的自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化（AMR）功能允許在計(jì)算過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)格密度，以提高關(guān)鍵區(qū)域的分辨率。amr_on();初始網(wǎng)格設(shè)置：定義初始網(wǎng)格的大小和分布。initial_grid_size(0.01);

initial_grid_distribution("uniform");5.1.3物理模型與邊界條件選擇燃燒模型：CONVERGECFD提供了多種燃燒模型，如DI（直接噴射）和PISO（壓力隱式分裂算子）。combustion_model("DI");設(shè)置邊界條件：定義入口、出口和壁面條件。inlet_velocity(100);

outlet_pressure(101325);

wall_temperature(300);5.2自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化參數(shù)調(diào)整自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化（AMR）在CONVERGECFD中是一個(gè)強(qiáng)大的工具，用于在計(jì)算過程中自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)格密度，以優(yōu)化計(jì)算資源的使用。以下是調(diào)整AMR參數(shù)的步驟：5.2.1AMR觸發(fā)條件基于梯度：根據(jù)物理量的梯度來觸發(fā)網(wǎng)格細(xì)化。amr_gradient_threshold(0.1);基于時(shí)間：在特定時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)觸發(fā)網(wǎng)格細(xì)化。amr_time_trigger(0.01);5.2.2AMR細(xì)化級(jí)別定義細(xì)化級(jí)別：設(shè)置網(wǎng)格細(xì)化的最大和最小級(jí)別。amr_max_level(5);

amr_min_level(2);5.2.3AMR細(xì)化區(qū)域指定細(xì)化區(qū)域：可以基于幾何特征或物理量來定義細(xì)化區(qū)域。amr_refinement_region("cylinder","temperature",0.5);5.3后處理與結(jié)果分析完成燃燒仿真后，后處理階段是分析結(jié)果和提取有用信息的關(guān)鍵。CONVERGECFD提供了豐富的后處理工具，包括可視化和數(shù)據(jù)提取功能。5.3.1可視化結(jié)果溫度分布：使用plot_temperature命令可視化溫度分布。plot_temperature("temperature_distribution.png");速度矢量：可視化流體的速度矢量。plot_velocity_vectors("velocity_vectors.png");5.3.2數(shù)據(jù)提取與分析提取特定位置的數(shù)據(jù)：可以提取網(wǎng)格中特定位置的物理量數(shù)據(jù)。extract_data_at_point("x=0.1,y=0.2,z=0.3","temperature","temperature_at_point.csv");計(jì)算平均值：計(jì)算整個(gè)計(jì)算域內(nèi)物理量的平均值。calculate_average("temperature","average_temperature.csv");通過上述步驟，用戶可以有效地設(shè)置CONVERGECFD的前處理，調(diào)整自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化參數(shù)以優(yōu)化計(jì)算，以及進(jìn)行后處理和結(jié)果分析，從而深入理解燃燒過程的細(xì)節(jié)。6優(yōu)化與調(diào)試6.1網(wǎng)格質(zhì)量與仿真效率的平衡在燃燒仿真中，網(wǎng)格質(zhì)量直接影響到計(jì)算的準(zhǔn)確性和效率。自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化(AdaptiveMeshRefinement,AMR)是一種動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)格密度的技術(shù)，它允許在計(jì)算域的某些關(guān)鍵區(qū)域自動(dòng)細(xì)化網(wǎng)格，而在其他區(qū)域保持較粗的網(wǎng)格，從而在保證計(jì)算精度的同時(shí)，提高計(jì)算效率。6.1.1