FLUENT管道内固体颗粒模拟

本教程演示了管道内固体颗粒随气流运动的设置和求解。几何模型为二维模型。

 1     启动Workbench并建立分析项目 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，启动Workbench 19.2，进入ANSYS Workbench 19.2界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

 2     导入几何体 

（1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

 3     划分网格 

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）依次右键选择模型下边界和上边界，在弹出的如图16-79所示的快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出如图16-80所示的Selection Name对话框，输入名称inlet和outlet，单击OK按钮确认。

（3）设置网格尺寸为0.01m。在Quality中，Smoothing选择High。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（6）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4     定义模型 

（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。勾选Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。

（3）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，在Eulerian Parameters中选择Dense Discrete Phase Model，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（4）在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，在DPM Interation Interval处输入100。

在Numerics选项卡中，取消选择Accuracy Control，Tracking Scheme选择implicit。

（5）在Discrete Phase Model对话框中，单击Injections按钮，弹出Injections对话框，单击Create按钮弹出Set Injection Properties对话框。

Injection Type选择group，Numbers of Streams填入20，Diameter Distribution选择rosin-rammler，X-Position的First Point和Last Point均填入0.1，Y-Position的First Point和Last Point均填入0.375，X-Velocity的First Point和Last Point均填入1，Stop Time填入1000，Total Flow Rate填入0.4，Min. Diameter填入9e-05，Max. Diameter填入0.00016，Mean. Diameter填入0.00013，Spread Parameter填入9.6。

在Physical Models选项卡中，Drag Law选择Syamlal-Obrien，单击OK按钮确认并关闭对话框。

在Discrete Phase Model对话框中，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（6）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，Phase-1保持默认。

在Phase-2对话框中，勾选Granular，Granular Viscosity选择gidaspow，Granular Bulk Viscosity选择lun-et-al，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（7）在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框，在Model中选择k-epsilon(2eqn)，单击OK按钮确认并关闭对话框。

 5     设置材料 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。选择anthracite，在Density处填入2400，单击Change/Create按钮并关闭Fluent Database Materials对话框。

 6     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，选择inlet，Phase选择phase-1，单击Edit按钮弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入1.1，单击OK按钮确认退出。

 7     求解控制 

（1）单击主菜单中Solving→Controls→Controls按钮，弹出Solution Controls（松弛因子控制）面板。在Under-Relaxation Factor中Pressure中填入0.7，Momentum中填入0.3。

 8     初始条件 

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

Initialization Methods中选择Standard Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 9     计算求解 

（1）单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出如图16-28所示Run Calculation（运行计算）面板。

在Time Step Zize中输入0.001，Number of Iterations中输入3000，勾选Data Sampling forTime Statistics，单击Calculate开始计算。

 11     结果后处理 

（1）双击C4栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）单击任务栏中 （云图）按钮，弹出Insert Contour（创建云图）对话框。输入云图名称为“Vec”，单击OK按钮进入云图设定面板。

（3）在Geometry（几何）选项卡中Locations选择symmetry 1，Variable选择Velocity，单击Apply按钮创建速度云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊