FLUENT曝气反应器模拟

本教程演示了如何使用多相流模型对曝气反应器进行模拟。

 1     启动FLUENT并导入网格 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2021→Fluid Dynamics→Fluent 2021命令，启动Fluent 2021。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2     定义模型 

单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Steady，勾选Gravity，X填入-9.81。

 3     设置材料 

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（2）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择water liquid，单击Copy按钮确认。

 4     设置交界面 

单击主菜单中Setting Up Physics→Interfaces→Mesh按钮启动的Mesh Interfaces对话框，依次设置cd-6和he-3两个交界面。

 5     设置多相流模型 

（1）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择Eulerian，单击Apply按钮确认。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，在Phase-1对话框中，Phase Material选择water-liquid，在Phase-2对话框中，Phase Material选择air，单击Apply按钮确认。

 6     设置湍流模型  

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，勾选Standard k-epsilon模型。

 7     设置计算域 

（1）设置Cell zone condition中的fluid.cd-6。勾选Frame Motion，X输入1，Speed输入-84，单击OK按钮确认退出。

（2）设置fluid.he-3。勾选Frame Motion，X输入1，Speed输入-84，单击OK按钮确认退出。

 8     设置边界条件 

（1）在边界条件面板中，在边界条件面板中phase选择air，双击tank.top弹出边界条件设置对话框，Volume Fraction输入1，单击OK按钮确认退出。

（2）在边界条件面板中，双击设置cd-6-blade的边界条件设置对话框。设置Wall Motion为Moving Wall，在Motion中选择Relative to Adjacent Cell Zone and Rotational，Speed.输入0，Rotation-Axis Direction中X输入1，单击OK按钮确认退出。

（3）同步骤（2）设置cd-6-disk，he-3-blade，shaft.cd-6和shaft.he-3。

（4）在边界条件面板中，双击设置shaft.absolute的边界条件设置对话框。设置Wall Motion为Moving Wall，在Motion中选择Relative to Adjacent Cell Zone and Rotational，Speed.输入-84，Rotation-Axis Direction中X输入1，单击OK按钮确认退出。

（5）设置sparger-inlet的边界类型为wall。

 9     初始条件 
（1）单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Standard Initialization，在Initial Values中air Volume Fraction输入0，单击Initialize按钮进行初始化。

（2）设置反应器内空气的区域，并进行初始化。

 10     稳态计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations.中输入2000，单击Calculate开始计算。

 11     瞬态计算求解 

（1）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Transient。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊