本案例利用Polyflow计算气体通过多孔介质区域的流场分布。

1 问题描述

考虑如下图所示的流动，计算区域由两个方向不同的多孔介质区域组成，其中上面区域角度为120°，下方区域角度为30°。

两个多孔介质区域均具有各向异性渗透性能。在笛卡尔坐标系(x,y)中，两层材料的渗透性用张量K表示，分别给出如下:

(1)区域I

(2)区域II

两区域内孔隙率均为0.3。两种介质的高度分别为2米和3米，宽度均为5米，气体粘度2E-5 Pa.s。

计算网格如下图所示。计算域包含两个子区域，每个子域对应一种多孔介质。计算区域中包含4个边界：左侧壁面(BS 1)、入口(BS 2)、右侧壁面(BS 3)和出口(BS 4)。入口边界宽度为0.5 m，指定压力为1.5e5 Pa。

2 Polyflow设置

2.1 创建Task

• Read a mesh: darcy.msh

• Create a new task: 2D planar geometry, steady-state (default)

2.2 创建子任务

• Create a sub-task: Darcy isothermal flow problem

• Title: theta=30

• Domain of the sub-task: Subdomain 1

2.3 定义材料参数

鼠标双击模型树节点Material data进入材料编辑面板

• 点击选项Porous media and fluid viscosity

• 选择选项Switch to tensor mode

设置材料参数：

• fluid viscosity: 2E-5

• Pxx: 0.775E-11

• pxy: 0.389E-11

• pyy: 0.325E-11

• void fraction: 0.3

2.4 定义边界条件

鼠标双击模型树节点Pressure boundary conditions设置边界条件。

• S2: Interface between porous media

• BS1: Wall

• BS2: Pressure imposed，P=1.5E5

• BS3: Wall

2.5 创建子任务

• Create a sub-task: Darcy isothermal flow problem

• Title: theta=120

• Domain of the sub-task: Subdomain 2

2.6 修改材料参数

双击模型树节点Material data进入材料设置面板

• 选择选项Porous media and fluid viscosity

• 选择选项Switch to tensor mode

设置材料参数：

• fluid viscosity: 2E-5

• pxx: 0.325E-11

• pxy: -0.389E-11

• pyy: 0.775E-11

• void fraction: 0.3

2.8 定义边界条件

鼠标双击模型树节点Pressure boundary conditions

• S1: Interface between porous media

• BS1: Wall

• BS3: Wall

• BS 4: Pressure imposed，P = 0

2.9 定义输出

鼠标双击模型树节点Outputs，设置计算单位。

• System of units for CFD-Post: metric_MKSA+Celsius

• Save and Exit

3 计算结果

• 压力分布

• 流函数分布

• 流线分布

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道