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FLOTRAN多组分疏运分析的设置与控制优化

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:命令:KEYOPT,1,1,Value菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species2)功能:设定施加在所有组分上的多组分数据。FRACTION:该组分在整个分析区域内的初始质量分数,默认值为1/n。所有组分的该值之和应为1.0。图3-35 多组分参数设置6)功能:指定多组分疏运方程的求解方法。8)功能:定义多组分分析的松弛因子。

FLOTRAN多组分疏运分析的设置与控制优化

1)功能:设定组分数目,Value的值介于1~6之间。

命令:KEYOPT,1,1,Value

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

2)功能:设定施加在所有组分上的多组分数据。

命令:MSDATA,ALGEB,UGAS

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

ALGEB:设定一特定组分号,该组分的质量分数等于1.0减去其他所有组分质量分数之和,如此以保证总的质量分数为1.0。其默认值为2。

UGAS:设定大气常数,默认为8314.3(国际单位制)。

以上两条命令的菜单形式如图3-34所示。

3)功能:设定各组分的名字、相对分子质量以及Schmidt数。

命令:MSSPEC,SPNUM,Name,MOLWT,SCHMIDT

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间

Name:该组分的名字(1~4个字符,不能与已存在的自由度的符号相同),默认为SP0n,n为组分号。

MOLWT:该组分的分子量,只适用于气体(由MSPROP命令定义)。

SCHMIDT:该组分的Schmidt数,只适用于气体(由MSPROP命令定义)。

4)功能:定义多组分单元的面积积分阶次。

命令:MSQUAD,QDIF,QSRC

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

QDIF:扩散项面积积分的阶次,其值及含义如下:

0:单点积分(此为默认值)。

1:与0相似,只是在计算与温度相关的流体性质时,所使用的温度是分布温度(而不是平均值)。

2:两点积分(作为轴对称分析时的默认值)。

QSRC:源项面积积分的阶次,其值及含义如下:

0:单点积分(此为默认值)。

1:与0相似,只是在计算与温度相关的流体性质时,所使用的温度是分布温度(而不是平均值)。

2:两点积分(作为轴对称分析时的默认值)。

5)功能:定义各组分名义质量份额的初始值。

命令:MSNOMF,SPNUM,FRACTION

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间。

FRACTION:该组分在整个分析区域内的初始质量分数,默认值为1/n。所有组分的该值之和应为1.0。

上面三条命令的菜单形式如图3-35所示。

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图3-34 多组分设置

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图3-35 多组分参数设置

6)功能:指定多组分疏运方程的求解方法。

命令:MSMETH,SPNUM,KEY

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

KEY:定义多组分疏运方程的求解方法,其值及其含义下:

0:不对该组分的方程进行求解。

1:三对角矩阵法(TDMA法,此为默认值)。

2:共轭残差法(Conj residual)。

3:预条件共轭残差法(Precond conjres)。

4:预条件广义最小残差法(GMRES/precond)。

该命令的菜单形式如图3-36所示。

7)功能:定义所组分疏运分析的求解选项。

命令:MSSOLU,SPNUM,NSWEEP,MAXI,NSRCH,CONV,DELMAX

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

NSWEEP:TDMA算法的推进步数,只对TDMA算法有效,默认为100。

MAXI:半直接算法的最大迭代数,只适用于共轭残差法、预条件共轭残差法和预条件广义最小残差法,默认为100。

NSRCH:半直接算法的搜索向量个数,默认为2。

CONV:半直接算法的收敛准则,默认为1.0×10-5

DELMAX:半直接算法的最小归一化变化率,默认为1.0×10-9

针对不同的算法,该命令的菜单形式有如图3-37或图3-38所示。

8)功能:定义多组分分析的松弛因子。

命令:MSRELEX,SPNUM,CONC,MDIF,EMDI,STAB

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

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图3-36 组分求解器设置

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图3-37 TDMA算法设置

其中:(www.xing528.com)

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

CONC:定义集中松弛因子,默认为0.5。

MDIF:定义质量扩散系数的松弛因子,默认为0.5。

EMDI:定义有效质量扩散系数的松弛因子,默认为0.5(仅用于湍流)。

STAB:定义求解传输方程的惯性松弛因子,默认为1.0×1020

该命令的菜单形式如图3-39所示。

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图3-38 组分设置

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图3-39 多组分松弛因子设置

9)功能:定义各组分流体的性质。

命令:MSPROP,SPNUM,Lable,Type,NOMINAL,COF1,COF2,COF3

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

Lable:用以确定到底要定义流体的哪一项性质,其值有:

DENS:定义密度。

VISC:定义粘度。

COND:定义传热系数

MDIF:定义质量扩散系数。

SPHT:定义比热容

Type:用以确定流体性质的类型,其值有:

CONSTANT:流体性质为恒值(即不随温度而变,此为默认值)。

LIQUID:流体性质为液体。

GAS:流体性质为气体。

NOMINAL:所定义流体性质的名义值。

COF1:与流体性质的名义值相对应的温度。

COF2:流体性质随温度变化方程中的第一系数项。

COF3:流体性质随温度变化方程中的第二系数项。

注意

不同的流体,FLOTRAN中规定其性质随温度变化的方程如下:

对于性质为恒值(CONSTANT)的流体,其性质方程为

Lable=NOMINAL

对于性质为液体(LIQUID)的流体,其性质方程为

DENS=NOMINAL+COF2*(T-COF1)+COF3*(T-COF1)2

其他Lable=NOMINAL*e[COF2*(1/T-1/COF1)+COF3*(1/T-1/COF1)2]

对于性质为气体(GAS)的流体,其性质方程为

DENS=NOMINAL*(P/COF2)/(T/COF1)

其他Lable=NOMINAL*(T/COF1)1.5*(COF1+COF2)/(T+COF2)

式中,P为所计算节点处的压力;T为所计算节点处的温度。

10)功能:确定各组分流体性质在总体迭代之间是否可变。

命令:MSVARY,SPNUM,Lab,Key

命令:MSPROP,SPNUM,Lable,Type,NOMINAL,COF1,COF2,COF3

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

Lab:用以确定到底要使流体的哪一项性质具有可变性,其值有:

DENS:流体密度。

VISC:流体粘度。

COND:流体传热系数。

MDIF:流体质量扩散系数。

Key:流体性质在总体迭代之间是否可变的开关,其值有:

OFF:不允许改变(此为默认值)。

ON:允许改变

注意

针对不同的流体性质,以上两条命令的菜单形式基本上是一样的,在此仅将密度性质的定义菜单显示于下,如图3-40所示。

11)功能:激活并定义各组分质量分数的限值。

命令:MSCAP,SPNUM,Capkey,UPPER,LOWER

命令:MSPROP,SPNUM,Lable,Type,NOMINAL,COF1,COF2,COF3

菜单:Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Multiple Species

其中:

SPNUM:组分号,介于1~6之间(必须定义)。

Capkey:激活质量分数限值的开关,其值为:

OFF:不对该组分的质量分数进行限值,此为默认值。

ON:要对该组分的质量分数进行限值。

UPPER:质量分数限值的上限,默认为1.0(当Capkey=ON时有效)。

LOWER:质量分数限值的下限,默认为0.0(当Capkey=ON时有效)。

该命令的菜单形式如图3-41所示。

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图3-40 组分密度设置

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图3-41 组分质量分数设置

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