案例4 - 多分散 H2：多隔间室内的氢气喷射流

1.案例介绍

本案例使用格物CAE多组分气体仿真模块

本研究的目的是再现氢气在封闭空间喷射时显示的主要物理现象，这是典型的严重事故（SA）现象，用于模拟风险分析中遇到的情况。我们研究了 GexCon-D27 模型的实验装置。我们更感兴趣的是验证瞬态过程中氢气浓度的变化是否与实验结果一致。GexCon-D27 是挪威海德鲁公司和 STATOIL 公司（两家公司都是 HySafe 合作伙伴）为分析氢气喷射在密闭空间中的扩散情况而进行的大型系列测试之一。

2.几何/网格文件

网格文件：H2_with_wall.med

3.操作说明

本案例在格物CAE ->多组分气体仿真模块中完成。

3.1 网格导入

在 多组分气体仿真 ->网格 中，类型选择 上传网格，依照指示，将网格文件H2_with_wall.med以拖曳或以选择文件的方式导入网格。

3.2 计算设置

点击多组分气体仿真处，选择湍流模型为 k-epsilon 模型，时变特性为 瞬态，混合气体组分选择空气/氢气，具体设置如下。

3.3 全局模型

点击多组分气体仿真 ->全局模型处，设置z方向重力加速度大小为- 9.81 m/s2，负号表示沿 z 轴负方向，其余方向重力设为 0，。

3.4 初始条件

在 多组分气体仿真 ->初始条件 处设置初值，更改湍流初值为默认，设置初场温度为300K，设置空气的质量分数为1，氢气的质量分数为0，具体设置如下图。

3.5 边界条件

点击 多组分气体仿真 ->边界条件 右侧的 [+]，即可选择预定义的边界条件，依次进行如下边界条件的定义：

• 壁面

点击选择 壁面，温度为 300K，点击施加位置右侧的 [+]，选择 wall，具体设置如下。

• 对称面

点击选择 对称面，点击施加位置右侧的 [+]，选择 symm，具体设置如下。

• 速度入口

点击选择 速度入口，速度大小为 3m/s，温度为 300K，空气质量分数为0，氢气质量分数为 1，点击施加位置右侧的 [+]，选择 inlet，具体设置如下。

• 出口

点击选择出口，温度为 300K，点击施加位置右侧的 [+]，选择 outlet，具体设置如下。

3.6 时间步长设置

点击 多组分气体仿真 -> 时间步&资源，保持定时间步长计算，选择时间步数为 5000，时间步长为 0.001 s，计算核数为16核，选择输出频率为 100，即每计算100步输出一帧后处理结果，具体设置如下。

4. 计算和仿真结果

4.1 提交计算

设置完成后，点击 仿真计算，点击 提交计算，即可开始计算。

计算完成后，在自由表面流场仿真模块处会显示绿色图标，此时可开始进行仿真结果的查看。

4.2 查看结果

点击 仿真计算->结果云图，选择物理场为 Velocity/Magnitude，即可查看多组分气体扩散过程。