基本步骤：多组分传输分析优化

典型的多组分传输分析主要包含以下6个主要步骤：

建模时确定组分的数目，定义组分的名称。可以利用以下方法设置组分的数目：

命令：KEYOPT，1，1，n（n是组分的数目，2≤n<6）

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

可以利用以下方法定义每个组分的名称：

命令：MSSPEC

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

组分的默认名称是SP01、SP02等。

定义组分的数学分量。传输方程可以求解出每种组分的质量分数。可以利用以下方法选择一组质量分数作为组分的数学分量：

命令：MSDATA

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

注意

MSDATA命令规定了通常气体常数。

调整所需要的输出格式。可以利用以下方法调整输出格式：

命令：FLDATA6

菜单：Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Additional Out→Print Controls

Main Menu→Solution→FLOTRAN Set Up→Additional Out→Print Controls

设置属性。对于稀释组分分析，可以适当地设置体积属性。如果体积属性和组分性质是线性关系，可以设置属性类型为CMIX。可以利用以下命令来设置：

命令：FLDATA，PROT，Label，Type

上面的命令中，Label可以是密度（DENS）、粘度（VISC）、导热系数（COND）或比热容（SPHT），Type是CMIX。如果Label=DENSE，那么Type就是CGAS。使用CGAS并利用MSSPEC命令或菜单路径可以设置气体的相对分子质量。

可以利用同样的方法和同样的选择来处理每组组分的属性。可以利用以下方法来设置CONSTANT，LIQUID和GAS的系数：

命令：MSPROP

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

对于所有的分析，必须要输入每种组分的质量扩散系数。对于稀释组分分析，因为流体属性决定着动量方程的求解，因此流体密度是唯一相关的属性。对于CMIX和CGAS选项，需要用MSPROP或相应的菜单路径设置密度和粘度。如果要求解能力方程，还要设置导热系数。

扩散项形式为

▽·（ρD_mi▽Y_i）

式中，D_mi是扩散系数；Yi是质量分数。

有时可以把现有数据表示为施密特（Schmidt）数。下面等式表示的是层流粘度µ、密度ρ和施密特数之间的关系(www.xing528.com)

注意

输入数据必须与质量扩散系数有关，与施密特数无关。以上的施密特数与湍流施密特数不同。

此外，如果流场是湍流流动，式（2）可变为

式中，SC_Ti是湍流施密特数，可以利用以下方法设置湍流施密特数：

命令：MSSPEC

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

设置边界条件。在边界上，默认边界条件的质量分数是零梯度的。可以利用以下方法设置边界上的质量分数：

命令：D

菜单：Main Menu→Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Displacement→On Nodes

Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Fluid/CFD→Displacement→On Nodes

每种组分的初始化质量分数的总和必须为1。

设置松弛和求解参数。可以利用以下方法改变松弛和求解参数：

命令：MSRELAX

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

推荐的惯性松弛因子为0.1～1.0，可以利用以下方法设置修正的惯性松弛因子：

命令：MSMIR，SPNUM，Value

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

可以利用以下命令或菜单路径方法改变传输方程中数学求解器的参数和选择数学求解器：

命令：MSSOLUMSMETH

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

激活质量分数的上限可以防止由中间计算而引起的不切实际的计算结果。可以利用以下方法激活质量分数的上限：

命令：MSCAP

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

最后，可以利用以下方法激活多组分选项：

命令：FLDATA1，SOLU，Spec，T

菜单：Main Menu→Preprocessor→FLOTRAN Set Up→Solution Options