多物理场与复杂流动（燃烧/多相流）高级培训大纲
培训对象
培训目标
通过本课程的系统学习，使学员全面掌握复杂流动与多物理场耦合仿真的核心技术。学员将能够理解反应流与燃烧建模的理论基础，熟练使用Fluent/STAR-CCM+进行预混/非预混燃烧仿真，掌握欧拉-拉格朗日、欧拉-欧拉多相流方法，具备流-热-固多场耦合分析能力，能够解决航空发动机燃烧室、工业反应器、锅炉等复杂工程问题-7。
培训内容
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反应流与燃烧理论基础：介绍化学反应动力学基础：反应速率、阿伦尼乌斯公式、化学平衡。学习燃烧物理的基本概念：层流火焰、湍流火焰、点火、熄火。理解燃烧模拟的多尺度挑战。
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湍流燃烧建模方法：系统讲解湍流-化学相互作用的建模方法：涡耗散模型（EDM）、涡耗散概念模型（EDC）、PDF输运模型、火焰面生成流形（FGM）。对比不同模型的精度与计算成本。
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非预混燃烧仿真：学习非预混燃烧模型的理论基础：混合分数、概率密度函数。掌握Fluent/STAR-CCM+中非预混燃烧的设置流程：化学平衡计算、PDF表生成、边界条件定义。通过工业燃烧器案例演练完整流程。
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预混与部分预混燃烧：讲解预混燃烧的特点：火焰传播、火焰淬熄。学习G方程、增厚火焰模型的应用。通过燃气轮机燃烧室案例演练预混燃烧仿真。
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污染物生成模拟：学习NOx、SOx、碳烟等污染物的生成机理。掌握热力型NOx、快速型NOx、燃料型NOx的模拟方法。通过锅炉燃烧案例，分析不同工况下的污染物排放特性。
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多相流模型深化：回顾欧拉-欧拉多相流模型的高级应用：考虑相间质量/动量/能量交换。学习群体平衡模型（PBM）在气泡/液滴尺寸分布模拟中的应用。通过鼓泡塔、喷雾干燥案例演练多相流仿真。
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欧拉-拉格朗日方法（DPM）：深入讲解离散相模型的应用：颗粒/液滴的运动方程、湍流扩散、破碎与合并、蒸发与燃烧。学习双向耦合与四向耦合的适用场景。通过煤粉燃烧、喷雾冷却案例演练DPM应用。
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流-固-热多场耦合：讲解共轭传热（CHT）在燃烧系统中的应用：火焰对壁面的热传导、热辐射。学习流-固-热三场耦合的实现方法：通过System Coupling实现双向耦合。通过燃烧室火焰筒热分析案例演练多场耦合。
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动网格与移动边界：学习在燃烧设备中处理移动边界的方法：阀门运动、活塞运动。掌握动网格技术（铺层、重构）在瞬态燃烧模拟中的应用。通过内燃机缸内燃烧案例演练。
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详细化学反应机理简化：介绍详细机理（几百步）向简化机理（几十步）的简化方法。学习机理简化工具（如CHEMKIN）的使用。掌握简化机理在CFD中的集成方法，平衡精度与计算效率。
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高精度数值方法：介绍LES（大涡模拟）在燃烧模拟中的应用。学习亚格子燃烧模型： thickened flame模型、人工增厚因子。通过燃烧振荡、火焰不稳定现象分析，理解高精度方法的优势。
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综合项目实战：燃烧室/反应器全流程仿真：给定典型场景（如航空发动机燃烧室、循环流化床锅炉），学员完成从几何建模、网格划分、燃烧模型选择、多相流设置、耦合计算到结果验证的完整复杂流动仿真流程-7。最终进行项目展示与讨论，实现从理论到工程实践的全面提升。
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