本案例利用欧拉颗粒流模型模拟混合槽内的固体颗粒混合情况。

注：本案例取自早期版本的Fluent Tutorials Guide。

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1 问题描述

本案例涉及桨叶驱动混合槽的瞬态启动过程模拟。主相为水，次相由粒径111微米的砂粒组成。沙子最初沉积在容器的底部。下图所示为混合槽和初始砂粒分布的示意图。案例采用二维轴对称计算模型。

2 Fluent设置

• 以2D、Double Precision方式启动Fluent
• 导入计算网格mixtank.msh

计算模型中包含3个计算区域：fix-zone、fluid以及initial-sand。Fluent中要求二维对称轴必须为x轴，因此网格是水平放置的，可以通过调整试图将其旋转90°放置。如下图所示。

2.1 General设置

• 激活选项Transient、Axisymmetric采用瞬态轴对称模型进行计算
• 激活选项Gravity，设置重力加速度为X方向-9.81 m/s2

2.3 多相流模型设置

• 选择Eulerian多相流模型，设置Number of Eulerian Phases为2

2.3 湍流模型设置

• 激活使用Realizable k-epsilon湍流模型
• 指定Turbulence Multiphase Model为Dispersed，如下图所示

2.4 Materials设置

• 从材料库中添加介质water-liquid

• 新建材料介质sand，指定其密度为2500 kg/m3

注：在欧拉颗粒流中，固体颗粒被视作流体介质。

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2.5 设置相

• 设water-liquid为主相

• 设置sand为次相，并如下图所示指定次相参数

• 进入Phase Interaction选项卡，指定water sand的阻力系数模型为gidaspow，如下图所示

2.6 UDF

本案例利用UDF指定搅拌桨的运动。利用实验数据将桨叶的速度与湍流物理量拟合成其半径的多项式函数：

多项式参数如下表所示：

利用解释方式加载UDF。

• 打开UDF解释对话框

• 解释UDF

2.7 计算区域设置

• 右键选择fix-zone → water，点击弹出菜单项**Edit…**打开设置对话框

• 如下图所示指定该区域的速度与湍流参数

注：这种做法有点类似于Fluent中的风扇模型，通过指定集总参数，可以不用建立复杂几何模型。

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• 右键选择fix-zone → sand，点击弹出菜单项**Edit…**打开设置对话框

• 指定次相的速度

2.8 求解控制

• 指定亚松弛因子

2.9 初始化计算

• 采用默认参数进行全局初始化

• 指定区域initial-sand的sand相体积分数为0.56

2.10 自动保存

• 指定自动保存参数

2.11 设置计算参数

• 指定时间步数与时间步长，如下图所示

2.11 计算结果

• 砂粒体积分数随时间变化如下图所示

手残党专区：

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道