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國立臺灣大學 機械工程學研究所 潘國隆所指導 張永淇的 超音速燃燒室噴注液態癸烷並加入乙烯多孔性圓柱燃燒器之數值模擬與分析 （2019），提出免費cfd軟體關鍵因素是什麼，來自於超音速衝壓燃燒引擎、CFD、OpenFOAM、多孔性燃燒器、歐拉拉格朗日 方法、癸烷、多相流、煤油代表產物、乙烯、大渦模擬、LES、KHRT 破碎模型、噴霧燃燒。
而第二篇論文國立臺灣大學 機械工程學研究所 潘國隆所指導 李維陞的 超音速燃燒衝壓引擎燃燒室噴注乙烯並加入多孔性圓柱燃燒器之模擬與分析 （2017），提出因為有 超音速燃燒衝壓引擎、計算流體力學、OpenFOAM、多孔性圓柱燃燒器、氣態碳氫化合物、乙烯、LES紊流模型的重點而找出了 免費cfd軟體的解答。
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SOLIDWORKS Flow Simulation教程（2018版）
為了解決免費cfd軟體 的問題，作者美國DS SOLIDWORKS公司 這樣論述：
《SOLIDWORKS Flow Simulation教程（2018版）》是根據DS SOLIDWORKS公司發佈的《SOLIDWORKS 2018：SOLIDWORKS Flow Simulation》編譯而成的。Flow Simulation是一款計算流體力學（CFD）的軟體,該軟體與SOLIDWORKS緊密集成，使得CAD和CFD到達了無縫集成的效果。設計師在SOLIDWORKS中設計的模型，可以直接用於流體模擬。 本教程全面介紹了SOLIDWORKS Flow Simulation軟體的介面和分析流程，並結合多個經典實例展現了軟體的強大功能。本教程按照流體模擬的步驟進行編排，包括新建
一個專案的大概流程、網格劃分的細節、熱分析、外流瞬態分析、共軛傳熱、EFD縮放等實例。本教程提供練習檔下載，詳見“本書使用說明”。 本教程提供250分鐘高清語音教學視頻，掃描書中二維碼即可免費觀看。 本教程在保留了英文原版教程精華和風格的基礎上，按照中國讀者的閱讀習慣進行編譯，配套教學資料齊全，適於企業工程設計人員和大專院校、職業技術院校相關專業師生使用。 序 前言 本書使用說明 第1章 新建一個SOLIDWORKS Flow Simulation項目1 1.1實例分析：歧管裝配體1 1.2項目描述1 1.3模型準備2 1.3.1內部流動分析2 1.3.2外部流動分析2
1.3.3歧管分析2 1.3.4封蓋3 1.3.5封蓋厚度3 1.3.6手工創建封蓋4 1.3.7對零件添加封蓋4 1.3.8對裝配體添加封蓋4 1.3.9檢查模型5 1.3.10內部流動體積6 1.3.11無效接觸6 1.3.12項目嚮導10 1.3.13參考軸12 1.3.14排除不具備流動條件的腔12 1.3.15絕熱壁面13 1.3.16粗糙度13 1.3.17計算域15 1.3.18載入結果選項19 1.3.19監視求解器19 1.3.20靶心圖表窗口20 1.3.21警告資訊21 1.4後處理22 1.5討論35 1.6總結35 練習空調管道35 第2章 網格劃分41 2.1實
例分析:化工頭罩41 2.2項目描述41 2.3計算網格44 2.4顯示基本網格44 2.5初始網格44 2.6模型精度45 2.7最小縫隙尺寸45 2.8最小壁面厚度45 2.9結果精度/初始網格的級別48 2.9.1手動全域網格設置49 2.9.2網格類型50 2.9.3基礎網格50 2.9.4細化網格50 2.9.5通道50 2.9.6高級通道細化50 2.10控制平面52 2.11總結58 練習2-1方管59 練習2-2薄壁箱64 練習2-3散熱器69 練習2-4劃分閥門裝配體的網格73 第3章 熱分析74 3.1實例分析:電子主機殼74 3.2項目描述74 3.3風扇79 3.4多
孔板81 3.5討論84 3.6總結84 練習3-1正交異性熱傳導材料 84 練習3-2電纜89 第4章 外部流動瞬態分析95 4.1實例分析:圓柱繞流95 4.2項目描述95 4.3雷諾數96 4.4外部流動96 4.5瞬態分析97 4.6湍流強度97 4.7求解自我調整網格細化97 4.8二維流動98 4.9計算域98 4.10計算控制選項98 4.10.1完成98 4.10.2細化99 4.10.3求解99 4.10.4保存99 4.10.5阻力方程100 4.10.6不穩定漩渦脫離101 4.11時間動畫102 4.12討論104 4.13總結105 練習電子冷卻105 第5章 共
軛傳熱112 5.1實例分析:產熱冷卻板112 5.2項目描述112 5.3共軛傳熱概述112 5.4真實氣體113 5.5總結117 練習多流體熱交換117 第6章 EFD縮放121 6.1實例分析:電子主機殼121 6.2項目描述121 6.3EFD縮放概述121 6.4總結128 第7章 多孔介質129 7.1實例分析:催化轉換器129 7.2項目描述129 7.3多孔介質概述131 7.3.1多孔性131 7.3.2滲透類型131 7.3.3阻力131 7.3.4虛設實體132 7.4設計變更135 7.5討論137 7.6總結138 練習通道流138 第8章 旋轉參照系144
8.1概述144 8.2第一部分：平均144 8.2.1實例分析：台扇144 8.2.2項目描述144 8.3第二部分：滑移150 8.3.1實例分析：鼓風機150 8.3.2項目描述150 8.4轉子切面151 8.5時間步長153 8.6總結155 練習吊扇155 第9章 參數研究157 9.1實例分析:活塞閥157 9.2項目描述157 9.3穩態分析158 9.4第一部分：目標優化160 9.4.1輸入變數類型160 9.4.2目標值相關性類型162 9.4.3輸出變數初始值162 9.4.4運行優化研究163 9.5第二部分：假設分析165 9.6第三部分：多參數優化167 9.7
總結171 練習幾何相關的變數求解171 第10章 自由面173 10.1實例分析:潰壩流動173 10.2項目描述173 10.3自由面概述173 10.4流體體積(VOF)174 10.5總結178 練習使用多種流體的換熱器179 第11章 氣穴現象183 11.1實例分析:錐形閥183 11.2項目描述183 11.3氣穴現象概述183 11.4討論186 11.5總結186 第12章 相對濕度187 12.1概述187 12.2實例分析:烹飪房187 12.3項目描述187 12.4總結192 第13章 粒子跡線193 13.1實例分析:颶風發生器193 13.2項目描述193
13.3粒子跡線概述193 13.3.1粒子研究——物理設置197 13.3.2粒子研究——默認壁麵條件197 13.4總結198 練習均勻流體流動198 第14章 超聲速流動202 14.1超聲速流動202 14.2實例分析:圓錐體202 14.3項目描述202 14.3.1風阻係數202 14.3.2激波205 14.4討論206 14.5總結206 第15章 FEA載荷傳遞207 15.1實例分析:看板207 15.2項目描述207 15.3總結210 尊敬的中國SOLIDWORKS用戶： DS SOLIDWORKS公司很高興為您提供這套最新的SOLIDWOR
KS中文官方指定培訓教程。我們對中國市場有著長期的承諾，自從1996年以來，我們就一直保持與北美地區同步發佈SOLIDWORKS 3D設計軟體的每一個中文版本。 我們感覺到DS SOLIDWORKS公司與中國用戶之間有著一種特殊的關係，因此也有著一份特殊的責任。這種關係是基於我們共同的價值觀——創造性、創新性、卓越的技術，以及世界級的競爭能力。這些價值觀一部分是由公司的共同創始人之一李向榮（Tommy Li）所建立的。李向榮是一位華裔工程師，他在定義並實施我們公司的關鍵性突破技術以及在指導我們的組織開發方面起到了很大的作用。 作為一家軟體公司，DS SOLIDWORKS 致力於帶給用戶世界
一流水準的3D解決方案（包括設計、分析、產品資料管理、文檔出版與發佈），以幫助設計師和工程師開發出更好的產品。我們很榮幸地看到中國用戶的數量在不斷增長，大量傑出的工程師每天使用我們的軟體來開發高品質、有競爭力的產品。 目前，中國正在經歷一個迅猛發展的時期，從製造服務型經濟轉向創新驅動型經濟。為了繼續取得成功，中國需要相配套的軟體工具。 SOLIDWORKS 2018是我們最新版本的軟體，它在產品設計過程自動化及改進產品品質方面又提高了一步，該版本提供了許多新的功能和更多提高生產率的工具，可幫助機械設計師和工程師開發出更好的產品。 現在，我們提供了這套中文官方指定培訓教程，體現出我們對中國
用戶長期持續的承諾。這些教程可以有效地説明您把SOLIDWORKS 2018軟體在驅動設計創新和工程技術應用方面的強大威力全部釋放出來。 我們為SOLIDWORKS能夠説明提升中國的產品設計和開發水準而感到自豪。現在您擁有了相配套的軟體工具以及配套教程，我們期待看到您用這些工具開發出創新的產品。 Gian Paolo Bassi DS SOLIDWORKS 公司首席執行官 2018年3月
超音速燃燒室噴注液態癸烷並加入乙烯多孔性圓柱燃燒器之數值模擬與分析
為了解決免費cfd軟體 的問題，作者張永淇 這樣論述：
本研究使用免費開源軟體OpenFOAM來分析模擬超音速沖壓燃燒室流場，由C++語言所寫成。在超音速燃燒室內，氣流速度非常高，導致燃料在超音速、冷流場的狀態下停留時間短，導致液態的烷類燃料更加難以在常溫下穩住火焰。本研究提供了如何在上述條件下使得癸烷(煤油代表產物)在燃燒室內能夠穩定燃燒的方法 – 改變噴注方式及加入充滿乙烯的多孔性燃燒器。對於本研究所用到的求解器和算法、論文包含了許多對於前人實驗的驗證案例，並透過對本研究進行了網格收斂測試，來證明研究的可信度。液態癸烷被選為本研究的主要燃料，透過微小修改支架幾何組態來改變燃料噴射方式及位置，令燃料可以垂直噴注至橫流中。這種噴注的方式在燃料氣化
進入下游之前，能更有效地預先被破碎成更小的液滴。本研究進行了主要三個案例的試驗，分別為沒有加入多孔性圓柱燃燒器，及在兩個不同長徑比(L/D)下加入充滿乙烯多孔性燃燒器，而對應的燃料的整體當量比皆設為0.077。在沒有加入燃燒器的情況下，整體來說由於熱釋放率與熱損失率達不到平衡導致火焰無法在下游產生。局部雖然有火焰附在支架後方但也因為癸烷液滴持續的吸熱及氣化造成冷卻效應，使局部支架後方的迴流區的溫度隨時間步下降。局部火焰最後無法維持，完全熄滅。加入燃燒器在長徑比11.7的案例下，由於燃燒器視為障礙物令前方出現弓形震波。火焰主要出現在燃燒器的後方。在前幾個時間步下，寬的高溫區在燃燒器後方形成，由於
高溫、低速區過寬造成熱阻塞。背壓過高使弓形壓波被推往支架方向，發展成正震波，在液體持續噴汪的加持下令流場極度不穩定，導致最後燃燒器後方的整體火焰被吹熄成弱的小火焰。另外由於支架後方沒有形成高溫的迴流區，癸烷液滴無法在上游被預先蒸發成氣態，使癸烷到達下游燃燒器的高溫迴區才被徹底蒸發，由於整個氣化過程被延後導致化學反應無法及時進行，整體火焰無法形成。加入燃燒器在長徑比1.7的案例下，鄰近支架後方的低速區可以消除弓形震波的形成。此外，能觀察到高溫、低速的迴流氣流在燃燒器後方出現，這為癸烷液滴提供了理想的環境進行氣化、燃料/氧氣混合。液滴到下游之前就能被徹底氣化並達到更早的化學反應。故此整體性火焰能大
概在燃燒室中間位置形成。另外本研究發現液滴完全氣化需要時間及距離，加上形成可燃燒的混合物的延遲時間，癸烷火焰的形成會位於比較後方，這類似於火焰剝離的現象。為了更全面的探討，針對迴流區而言，我們對時間尺度進行分析。另一個方面淨推力及比衝值的計算也被包含在結果與討論的部份。
超音速燃燒衝壓引擎燃燒室噴注乙烯並加入多孔性圓柱燃燒器之模擬與分析
為了解決免費cfd軟體 的問題，作者李維陞 這樣論述：
本研究使用免費自由開源軟體OpenFOAM來模擬超音速燃燒衝壓引擎燃燒室內超音速燃燒流場。為因應機身引擎整合設計(Airframe integration design)未來趨勢，機內燃料儲存空間受到限制，故傾向採用體積能量密較大的碳氫化合物燃料，需克服其不易引燃及穩焰、點火延遲長、火焰傳播速度慢等問題，並克服飛行阻力產生正淨推力。乙烯是氣態碳氫化合物中體積能量密度最大、點火延遲時間最短的燃料，更是許多液態長鏈碳氫化合物燃料(如煤油、JP7、JP10等)反應初期大量生成中間物種。本研究在DLR燃燒室支架後方放入多孔性圓柱燃燒器改善乙烯無法引燃及穩焰問題，評估加入後是否造成過大阻力及總壓損失，
並針對穩焰與熄滅機制進行研究，以作為未來液態燃料研究發展基礎。為解決原DLR燃燒室中乙烯無法穩焰問題，首先在L/D = 11.7處加入一多孔性圓柱燃燒器，乙烯能以跳脫火焰型態穩焰於圓柱剪切層，圓柱後方形成一對高溫迴流結構，持續引燃圓柱剪切層上混合物而達到穩焰效果。圓柱剪切層出現較大紊流強度，尾流區內亦出現許多微小渦漩結構，有效促進燃料與空氣混合。多孔性介質更蓄熱高達1000 K，可預熱燃料使其化學反應速率提升，進而提升燃燒穩定性。圓柱前方形成弓形震波，因造成過大震波阻力而無法產生正淨推力。進一步將多孔性圓柱向前移至支架尾流區內L/D = 1.7處，乙烯仍能以跳脫火焰型態穩焰於圓柱剪切層，其火焰
型態與穩焰機制與L/D = 11.7時相同，此時燃料橫向位移程度、火焰拓展範圍與耗氧量皆有提升。受到前方支架流場屏蔽作用，可避免圓柱前方震波生成而達到減阻效果。加入多孔性圓柱後可解決原先DLR燃燒室乙烯無法引燃與穩焰問題，更可在相同燃料質量流率下獲得更大淨推力與比衝值。