基于双面壁面边界条件的超音速火焰喷涂的仿真方法

摘要

本发明公开了基于双面壁面边界条件的超音速火焰喷涂的仿真方法，按照下述步骤进行，首先利用前处理软件建立几何模型，将喷枪内部以及外部空间区域为对象，对其划分结构网格以建立求解区域，其次对所建立的求解区域设置控制方程，打开离散相模型来追踪液体颗粒的传热、传质行为；然后设置边界条件、材料属性、求解控制参数并初始化和收敛标准以及监控变量，最后利用软件对计算域内的代数方程组反复进行迭代计算，直至满足所设定的收敛标准为止，完成仿真。本发明采用基于双面壁面边界条件，方便超音速火焰喷涂过程的仿真计算出口边界条件参数值的设置，减少边界估算值影响仿真模拟收敛速度的不利影响。

主权项

基于双面壁面边界条件的超音速火焰喷涂的仿真方法，其特征在于，按照下述步骤进行： （1）利用前处理软件Gambit，根据喷枪内部的几何形状和尺寸建立喷枪的几何模型； （2）在步骤（1）的基础上，根据喷涂距离，10倍喷枪管径的要求确定喷枪外部的几何区域； （3）以步骤（1）（2）所建立的喷枪内部以及外部空间区域为对象，对其划分结构网格以建立求解区域； （4）对上述步骤所建立的求解区域设置控制方程，所述控制方程包括：连续性方程，动量方程，能量方程，组分输运方程，k‑ε湍流方程； （5）打开离散相模型（DPM）来追踪液体颗粒的传热、传质行为； （6）为上述控制方程设置边界条件；尤其是双面壁面，外部壁面设置为绝热壁面，内部壁面设置为等温壁面，其温度值等于冷却水流出的温度值； （7）定义材料属性，其中气相密度选择为ideal‑gas；比容选择为mixinglaw； （8）设置求解控制参数并初始化； （9）设置收敛标准以及监控变量； （10）利用FLUENT软件对计算域内的代数方程组反复进行迭代计算，直至满足所设定的收敛标准为止，完成基于双面壁面边界条件的超音速火焰喷涂过程的仿真。