多孔介质表面催化反应详解.docx

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1、多孔介质表面催化反应详解对于利用fluent软件（这里是用fluent13.0做的）做多孔介质的表面催化反应，看到许多网友对这个问题有疑问，现在特把我最近的一些研究心得跟大家分享一下。1，首先对于这个模拟，有两种办法：其一是找到详细的（或者简化的）表面反应催化机理，然后通过import-chemkinmechanism导入fluent，要记住选中importsurfacechemkinmechanism按钮，然后分别选中气相机理trq-skel1.che和表面反应机理h2.che，点击import导入fluent，如下图所示第二个办法

2、就是通过udf编写化学反应速率，然后以源项的形式加载到多孔介质区域，这个比较繁琐，目前我没有应用，而且这个办法对于没有详细机理的催化反应也是非常好的办法。2，然后选择能量方程，湍流模型等。3，化学反应选择组分传输模型中的有限速率模型，同时要选择壁面反应，详细如下图所示：3，多孔介质区域设置如下图所示关于多孔介质区域如何设置惯性阻力和粘性阻力网上方法很多，这里就不累述了特别要注意，这里一定要设置一个系数叫做surface-to-volume，这其实是比表面积的意思，就是在单位多孔介质体积里含有的面积（具体数据需要自己查，我这里只是个示例

3、），如果这里不设置，是不会有反应的。4，边界条件设置这里主要设置，进口的流速、温度以及出口的压力等等，这都是常识，这里不累述。5，求解方法设置和松弛因子设置如下，最后选择较小的松弛数，以有利于收敛6，初始化与迭代计算选择hybridinitialization方法，点击initialize初始化。7，计算结果如下压力场密度场组分分布由以上三个组分分布，明显看出O2和H2经过多孔区域催化反应后逐渐减少，而H2O逐渐增大，催化反应成功。8，存在的问题本案例中催化反应较为简单，就是一个氢气与氧气的催化燃烧，所以组分较少，而且反应个数也很少，

4、所以机理较为简单，只要13步反应，如下所示所以化学反应刚性也不大，计算结果容易收敛。但对于复杂的化学反应，组分众多，且反应数量也很大，反应刚性也很大，这样造成的结果就是很难收敛，如果解决刚性大的化学反应的收敛问题，目前本人还在探索之中。不过有一个办法，通过编写UDF反应源项的办法可有效的解决上述问题（本人也在探索之中，呵呵）。我的qq：376350714