Fluent 燃烧及化学反应流计算与工程应用专题培训课程
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培训对象： 燃烧工程师、锅炉/窑炉设计人员、发动机研发工程师、燃气轮机设计师、航空航天推进系统研究人员、化工过程安全分析师、能源/环保/冶金领域CAE仿真工程师、高校相关专业师生。
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培训目标：
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深入理解燃烧与化学反应流的理论基础，包括化学反应动力学、湍流-化学反应相互作用机理。
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系统掌握Fluent中各类燃烧模型（涡耗散、非预混、预混、部分预混、火焰面、EDC）的数学原理、适用场景与参数设置方法。
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掌握详细化学反应机理的导入方法及ISAT加速技术的应用。
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熟练进行气-液-固多相燃烧模拟，包括煤粉燃烧、液滴蒸发与喷雾燃烧。
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掌握污染物（NOx、SOx、碳烟）生成与脱除的模拟方法。
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掌握辐射传热模型与燃烧的耦合求解方法。
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具备基于CFD结果优化燃烧设备结构、提高燃烧效率、降低污染物排放的工程能力。
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培训内容介绍：
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第一部分：燃烧模拟理论基础
一、燃烧模拟概述与理论基础： 介绍燃烧数值模拟在能源、化工、航空航天、环保等领域的工程应用价值。讲解燃烧过程的物理化学基础，包括化学反应动力学、阿累尼乌斯公式、基元反应与总包反应。分析湍流与化学反应的相互作用机理（Da数、Ka数），理解快速反应与慢速反应的区别。介绍量纲分析在燃烧模拟中的应用。
二、计算网格与求解方法： 讲解燃烧模拟对计算网格的特殊要求（边界层分辨率、火焰面捕捉）。介绍化学反应流求解的数值方法，包括刚性问题（Stiff Chemistry）的处理技术及算子分裂方法。
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第二部分：Fluent燃烧模型体系
三、涡耗散模型与非预混模型： 深入讲解涡耗散模型（Eddy-Dissipation Model）的基本原理（基于湍流混合速率控制反应速率）及其在非预混燃烧中的适用场景。系统讲解非预混燃烧模型（Non-Premixed Combustion）的数学基础，包括混合分数概念、概率密度函数（PDF）查表方法及化学平衡假设。通过气体燃烧室非预混燃烧案例 演练PDF表生成与调用技巧。
四、预混与部分预混燃烧模型： 学习预混燃烧模型（Premixed Combustion）的数学原理，包括反应进度变量概念及火焰传播速度的确定方法。掌握部分预混燃烧模型（Partially Premixed Combustion）的设置技巧，该模型结合了非预混模型的混合分数概念和预混模型的火焰传播特性，适用于实际燃烧器中常见的复杂燃烧模式。通过Zimont完全预混模型案例 和燃烧室部分预混燃烧案例 演练相关设置。
五、火焰面模型与EDC模型： 讲解稳态与非稳态火焰面模型（Flamelet Model）的基本原理及其在扩散火焰中的应用。深入讲解涡耗散概念模型（Eddy-Dissipation Concept, EDC）的数学原理，该模型在湍流涡旋尺度下考虑化学反应，能够处理详细化学反应机理及有限速率动力学，适用于慢速反应、自燃、污染物生成等问题。通过使用EDC模型考虑详细化学反应机理模拟气体燃烧案例 演练EDC模型的应用。
六、详细化学反应与表面反应模型： 学习层流有限速率模型（Laminar Finite-Rate）的适用场景。掌握详细化学反应机理（CHEMKIN格式）的导入方法。深入讲解ISAT（In Situ Adaptive Tabulation）加速技术的原理与设置技巧。了解概率密度函数输运模型（PDF Transport Model）的特点。学习表面反应模型在催化转化、化学气相沉积（CVD）中的应用。通过化学气相沉积（CVD）案例 和甲烷催化燃烧案例 演练表面反应模拟。
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第三部分：多相燃烧与污染物控制
七、离散相（DPM）反应与喷雾模型： 学习使用离散相模型（DPM）模拟液滴、颗粒的燃烧过程。掌握喷雾模型及雾化喷嘴参数的设置方法，了解二次雾化过程的模拟技巧。通过内燃机液滴燃烧案例 和煤粉颗粒燃烧案例 演练液体/固体燃料燃烧的完整流程。
八、焦炭多步反应与气化过程： 学习焦炭燃烧的多步反应机理及其在Fluent中的设置方法。掌握气化炉内反应过程的模拟技巧，包括气-固相间传质传热及化学反应耦合。通过焦炭多步反应案例 和气化炉反应案例 演练相关设置。
九、污染物生成模型（NOx/SOx/Soot）： 系统讲解NOx生成的三种主要机理（热力型、快速型、燃料型）及其在Fluent中的后处理方法。学习SOx生成的模拟方法，分析燃料硫含量对SO₂生成的影响。掌握碳烟（Soot）生成的模拟方法（Moss-Brookes模型等）。通过气体燃烧炉内污染物形成案例 和富氧燃烧过程NOx及SOx形成案例 演练污染物分析。
十、SNCR/SCR脱硝过程模拟： 学习选择性非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）的化学反应机理及其在Fluent中的设置方法。通过SNCR脱硝案例 分析喷氨量、反应温度窗口对脱硝效率的影响。
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第四部分：辐射传热与高级专题
十一、辐射传热模型与燃烧耦合： 系统讲解辐射传热的基本理论及主要辐射模型（DTRM、P1、Rosseland、DO、S2S）的数学原理与适用场景。通过真空辐射案例 和裂解炉炉膛燃烧案例 演练辐射与燃烧的耦合模拟技巧。
十二、燃烧模拟收敛技巧与UDF开发： 分享燃烧模拟中的收敛控制技巧，包括松弛因子调整、时间步长自适应、网格优化及初始化策略。学习使用UDF自定义反应动力学参数、定义反应源项、设置随温度变化的物性。通过利用有限反应速率模型自定义反应过程参数案例 演练UDF开发流程。
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第五部分：综合实战与行业案例
十三、行业案例实战（一）——燃气轮机与锅炉： 剖析GE LM-1600燃气涡轮燃烧室 或煤粉旋流燃烧 的工程案例。涉及旋流燃烧器、分级燃烧技术及炉膛内的辐射传热耦合计算。
十四、行业案例实战（二）——化工与能源转化： 针对气化炉、裂解炉炉膛 或富氧燃烧炉 进行全流程仿真演练，分析反应产物分布、温度场特性及能量转化效率。
十五、行业案例实战（三）——燃烧与脱硝耦合： 选取包含燃烧与污染物控制的完整案例（如电站锅炉低氮燃烧改造），引导学员完成从几何处理、网格划分、物理模型选择、求解计算到污染物分析的完整流程。
十六、综合答疑与项目研讨： 针对学员实际工作中遇到的燃烧模拟问题，进行开放式研讨与答疑，共同探讨复杂工程问题的解决方案。
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