本案例演示利用Fluent MPM模型模拟过滤网的仿真过程。

1 问题介绍

直径80mm，长度160 mm的圆柱形容器，利用MPM颗粒构造滤网，如下图所示。模拟流体通过过滤网的流场分布情况。

计算网格尺寸采用2 mm，生成计算网格如下图所示。

注：宏观颗粒计算需要精细的流体网格，尤其是在颗粒周围流场比较重要的场合。

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2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision方式启动Fluent
• 加载计算网格mpm.msh

2.1 General设置

• 采用稳态计算，如下图所示

注：稳态计算条件下，MPM颗粒只能为固定颗粒。

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2.2 Models设置

• 采用Realizable k-epsilon湍流模型

2.3 启动MPM模型

• TUI窗口输入命令/define/models/addon-module，命令提示符后输入10激活MPM模型

• 鼠标双击模型树节点Models → Macroscopic Particle打开宏观颗粒设置对话框

• Drag选项卡内保持默认设置。本案例也可以设置为Disable Drag Calculations

• 进入Collision选项卡，如下图所示取消碰撞计算

• 进入Injections选项卡，按下图所示顺序创建颗粒

注：这里的直径和密度看不清楚，本算例中，颗粒粒径为0.025 m，由于颗粒为固定颗粒，因此密度不参与计算，可以随便输入数值。这一波操作界面做得稀烂，完全不符合A厂的身份。

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• 进入Initialize MPM选项卡，如下图所示挨个按钮点一下

• **Display Injections…**后的颗粒如下图所示

2.4 Materials设置

• 添加材料介质液态水

2.5 指定区域介质

• 指定计算区域内介质材料为water-liquid

2.6 指定边界条件

• 指定入口速度2 m/s

• 指定出口为静压0 Pa

2.7 Methods设置

• 如下图所示设置求解算法

2.8 迭代参数

• 设置迭代200步进行计算

3 计算结果

• 压力分布如下图所示

• 速度分布如下图所示

• 流线分布

注：MPM采用硬球模型进行计算，边界处理方式类似IBM方法，对球体边界位置计算网格依赖性非常高，计算时非常消耗计算资源。个人觉得这方法相当的鸡肋，有这计算资源，用DEM难道就不香了吗？

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