多孔介質模擬的問題

and761220

我現在是在研究儲氫罐裡的熱流分析，罐子裡面有儲氫合金 功能是用來吸收(儲存)氫氣，所以在我的計算域中有氣相(氫氣)和固相(合金)。FLUENT中有多孔介質的設定面板，這部分我有參考手冊的方法設置。現在遇到的問題是，我想要透過模擬固相(合金)的密度來分析在我的系統中合金吸收了多少的氫氣量，但FLUENT裡面預設的連續方程式是解流體(也就是氫氣)，沒辦法直接解固體的連續方程式，我知道好像有種東西叫做UDS可以讓我自定方程式，但手冊寫的太簡單，所以我還是無法理解，我用來描述固體的連續方程式很簡單，方程式左邊只有非定常項(unsteady term)，右邊則是有源項，表示式如下: (1-e) *d(rho)/dt = Sm ， rho 是我的固體密度，e是孔隙率(porosity)，Sm是我的源項(source term) ，微分符號 "d" 是偏微分。有人可以替我幫忙我解決這個問題嗎?感謝各位朋友們!

xrs333

多孔介质模型包括传热的，只需要给定多孔介质基质（固体）的物性参数（密度、比热、导热系数）以及孔隙率，你的问题不需要自己写UDF。

and761220

可是我是想要得到多孔介質裡的合金(固體)密度，但FLUENT計算出來的似乎只有氫氣(氣體)的密度，還是說有辦法直接得到合金(固體)的密度?? 謝謝!

xrs333

孔介质基质固体密度是给定的，不是解算出来的。

and761220

在FLUENT裡面基質固體密度是固定的這我知道，但我要模擬的是合金(固體)吸收氫氣造成固體本身密度增加，這部分我使用mass source來描述此吸氫的行為，我現在的想法是額外寫一個UDS解多孔介質的連續方程式，藉由此UDS來算出固體的密度 → (1-e) *d(rho)/dt = Sm
但因為關於UDS的訊息，手冊給的太少，所以想說是否有人有寫過UDS，可以給我一點方向， 謝謝!!

uesoft

储氢合金前景暗淡?

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评论：
我认为，储氢合金前景比较悲观。理由如下：
1，未来飞机、船舶使用的燃料，不太可能是电能，只可能是气体氢、液态氢、生物燃料。未来使用气体氢燃料可能性顶多只有1/3。
2，液态氢、生物燃料在飞机、船舶上明显比气体氢有优势，而最有优势的是生物燃料。因为生物燃料本质上不仅储存了氢，还储存了碳，性质与石油相似，是价格最低、兼容传统工业的燃料。
3，基于上述理由，我认为储存气态氢的储氢合金没有开发价值，请研究者放弃储存气态氢的研究。
4，氢燃料的未来是把氢加入CO2或生物质，合成甲醇或生物燃料，比如地沟油、粮食秸秆等都可以生产合成燃料。未来可能在发电厂设置锅炉排烟尾气CO2加氢合成燃料油的工厂，这种工厂寿命与煤炭耗尽时间相同，还有上百年的时间。当燃煤电站消失以后，会出现生物质燃烧发电站，尾气除去污染物，分离出CO2加氢合成制油。这些生物质燃烧电站会分布在村或乡、镇，燃烧留下的灰分含有钾等营养成分，返回给农民种田，由于收集半径不超过5km，物流成本大幅度降低，也省去了购买钾肥的钱，也避免了秸秆直接还田造成的病虫害杀不死同时损失大量碳能量的缺点。生物质燃烧发电、尾气再加氢制油的新工艺，使得大量废气秸秆得到利用，是生物质利用的首选工艺。现在有些做法是值得讨论的，比如：中国毁林开荒种植能源植物麻疯树、美国占用水面培养工程微藻，这些破坏生态系统的做法是值得警惕的。生物质秸秆利用了现有的农田生态系统，不增加破坏现有环境，应予以重视。

[ 本帖最后由 uesoft 于 2011-8-1 08:35 编辑 ]

liangge

请问把多孔介质区域设置成了fluid，得到的就应该是多孔介质中流体的温度，那么如何得到基质（多孔介质）本身的温度呢？
麻烦赐教，小弟先行谢过了！

and761220

在多孔介質中應該是假設流體和基質達到熱平衡，所以溫度應該是一樣的，
再問一下...有人知道如何得到基質的密度變化嗎??

liangge

非常感谢您的回答，可是我在文献中看到fluent中可以采用局域非热平衡假设，分别得到流体和基质的温度场。详见：Coupled radiation and flow modeling in ceramic foam volumetric solar air receivers

and761220

這我就不清楚了，我只知道如果不特別作設定求得的溫度就像我說的那樣。

chenyong1989

这位兄台，我也是做多孔介质的，其中描述吸附的传质速率方程是：dq/dt=k(q*-q)。"d" 是偏微分。我也想把这个方程用UDS自定义，左边是非稳态项，右边是源项。有空交流一下。我的QQ是4835090。

and761220

我的方程式跟你的類似，我可以告訴你我目前的做法，但我也不知道正不正確。我的做法是:把擴散跟對流項關掉，非穩態項用"預設"，再把你的源項用DEFINE_SOURCE這個Macro寫入就好了。另外，我想問你個問題，你有用到其他的模型嗎(例如離散模型、多項流模型)?因為我目前用UDF寫連續方程式和能量方程式的源項一直無法正確跑出我要的結果，所以一直在想是不是有內建的模型可以處理這種問題，目前個人僅使用多孔介質模型而已。