[轉(zhuǎn)載]FLUENT材料模型中的NISTRealGas模型

2016-09-10  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

這么好的材料模型,ANSYS為什么不去宣傳呢,搞不懂
原文地址:FLUENT材料模型中的NIST Real Gas模型作者:八點(diǎn)后起床
做了好幾年CFD工程師,最近才知道原來FLUENT的材料模型里面有這個NIST Real Gas模型,慚愧!這個材料模型給與常用制冷劑有關(guān)的仿真計算帶來了莫大的方便。下面簡單介紹一下這個模型的使用。

從事制冷、空調(diào)、壓縮機(jī)等行業(yè)的人對REFPROP這個制冷劑數(shù)據(jù)庫軟件應(yīng)該都不陌生。REFPROP是Refrigerant Properties兩個單詞的縮寫,這個軟件是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所NIST(National Institute of Standards and Technology)開發(fā)的,軟件中包含了幾乎所有常用制冷劑(R600,R134a等等)的材料模型。所謂NIST Real Gas模型,就是從REFPROP7.0中導(dǎo)入的制冷劑材料模型。

REFPROP7.0中包含了39種純制冷劑熱動力學(xué)和傳輸特性信息,并且能提供這些制冷劑混合物的特性信息。下表是所有的材料名稱。

Table 8.16.1: Hydrocarbons and Refrigerants Supported by REFPROP v7.0
           
1butene acetone ammonia argon benzene butane
           
dodecane cis-butene c4f10 c5fl2 co co2
(c12.fld) (c2butene.fld)        
           
cos cyclohexane cyclopropane deuterium heavy water decane
  (cyclohex.fld) (cyclopro.fld) (d2.fld) (d2o.fld)  
           
dimethylether ethane ethanol ethylene fluorine h2s
(dme.fld)          
           
helium heptane hexane hydrogen ibutene ihexane
           
ipentane isobutene krypton methane methanol n2o
           
neon neopentane nf3 nitrogen nonane octane
  (neopentn.fld)        
           
oxygen parahydrogen pentane propane propylene propyne
  (parahyd.fld)     (propylen.fld)  
           
r11 r113 r114 r115 r116 r12
           
r123 r124 r125 r13 r134a r14
           
r141b r142b r143a r152a r21 r218
           
r22 r227ea r23 r236ea r236fa r245ca
           
r245fa r32 r365mfc r41 rc318 sf6
           
so2 trans-butene toluene water xenon  
  (t2butene.fld)  

FLUENT中要使用NIST Real Gas模型時,可輸入text commant進(jìn)行激活。具體操作步驟如下:
1.輸入激活NIST Real Gas Model的命令:
define/user-defined/real-gas-models/nist-real-gas-model
use NIST real gas? [no] yes

如果需要一種以上的制冷劑,則以上命令改為:
define/user-defined/real-gas-models/nist-multispecies-real-gas-model
use multispecies NIST real gas? [no] yes


回車后對話平臺會列出可用的pure制冷劑的清單:








1butene.fld acetone.fld ammonia.fld argon.fld benzene.fld butene.fld c12.fld c2butene.fld c4fl0.fld c5fl2.fld co.fld co2.fld cos.fld cyclohex.fld cyclopro.fld d2.fld d2o.fld decane.fld dme.fld ethane.fld ethanol.fld ethylene.fld fluorine.fld h2s.fld helium.fld heptane.fld hexane.fld hydrogen.fld ibutene.fld ihexane.fld ipentane.fld isobutan.fld krypton.fld methane.fld methanol.fld n2o.fld neon.fld neopentn.fld nf3.fld nitrogen.fld nonane.fld octane.fld oxygen.fld parahyd.fld pentane.fld propane.fld propylen.fld propyne.fld r11.fld r113.fld r114.fld r115.fld r116.fld r12.fld r123.fld r124.fld r125.fld r13.fld r134a.fld r14.fld r141b.fld r142b.fld r143a.fld r152a.fld r218.fld r21.fld r22.fld r227ea.fld r23.fld r236ea.fld r236fa.fld r245ca.fld r245fa.fld r32.fld r365mfc.fld r41.fld rc318.fld sf6.fld so2.fld t2butene.fld toluene.fld water.fld xenon.fld

 

2.從列出的清單中選擇自己需要的制冷劑:如果上一步選擇的是一種制冷劑,則系統(tǒng)會提示選擇一種制冷劑。在提示后輸入制冷劑data file名稱。這里注意輸入內(nèi)容要包括雙引號""、材料名稱(如r125)以及擴(kuò)展名.fldselect real-gas data file [""] "r125.fld" 如果上一步選擇的是多制冷劑,則系統(tǒng)會先讓你輸入制冷劑種類數(shù)量:Number of species [] 3 然后分別輸入制冷劑data file:select real-gas data file [""] "nitrogen.fld"  select real-gas data file [""] "co2.fld"  select real-gas data file [""] "r22.fld" 然后FLUENT會從數(shù)據(jù)庫中Load制冷劑數(shù)據(jù),并在對話平臺報告相關(guān)信息:
/usr/local/Fluent.Inc/fluent6.2/realgas/lib/r125.fld Opening "/usr/local/Fluent.Inc/fluent6.2/realgas/ ultra/librealgas.so"... Setting material "air" to a real-gas... Matl name: "R125"      : "pentafluoroethane  !full name"      : "354-33-6" Mol Wt  : 120.021 Critical properties:  Temperature : 339.173 (K)  Pressure   : 3.6177e+06 (Pa)  Density   : 4.779 (mol/L) 573.582 (kg/m^3) Equation Of State (EOS) used: Helmholtz Free Energy (FEQ) EOS:"FEQ  Helmholtz equation of state for R-125 of Lemmon and Jacobsen (2002)." EOS Range of applicability  Min Temperature: 172.52 (K)  Max Temperature: 500 (K)  Max Density   : 1691.1 (kg/m^3)  Max Pressure  : 6e+07 (Pa) Thermal conductivity Range of applicability  Min Temperature: 172.52 (K)  Max Temperature: 500 (K)  Max Density   : 1691.1 (kg/m^3)  Max Pressure  : 6e+07 (Pa) Viscosity Range of applicability  Min Temperature: 172.52 (K)  Max Temperature: 500 (K)  Max Density   : 1692.3 (kg/m^3)  Max Pressure  : 6e+07 (Pa)

3.FLUENT默認(rèn)為制冷劑是在氣體狀態(tài)下,如果你的運(yùn)算是在液體狀態(tài)下進(jìn)行,則需要輸入命令更改制冷劑狀態(tài):
define/user-defined/real-gas-models/set-phase   Select vapor phase (else liquid)?[no]通過以上幾步就激活了NIST Real Gas模型。
另外使用NIST Real Gas模型還有以下方面需要注意:1.NIST Real Gas模型激活后FLUENT的Material對話框?qū)⒉荒艽蜷_,將不能對材料模型做任何修改。因此在激活該模型之前要對計算所涉及到的固體材料提前設(shè)好。2.使用NIST Real Gas模型時其他流體材料模型將無法使用,比如,無法將空氣或水也加入計算中。3.進(jìn)出口邊界只能設(shè)為Pressure-inlet, mass flow-inlet, and pressure-outlet幾種。 4.不能使用多相流模型。 5.如果是較低版本的FLUENT,則只能在選用了Coupled Solver時才能激活NIST Real Gas模型。
掌握了這些就可以使用NIST Real Gas模型了。如果還有疑問可以查閱ANSYS FLUENT的幫助文件。下面是幫助信息的鏈接:https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent12/html/ug/node336.htm#refprop-fluids







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