本案例演示利用Fluent中的稠密离散相模型计算旋流分离器内液固分离过程。

1 问题描述

案例几何模型如下图所示。

旋流器包含1个混合物入口，1个溢流口及1个底流口。本案例将底流口设置为wall边界，并设置其对颗粒的行为为Trap。入口连续相速度为2 m/s，颗粒速度为1.99 m/s，颗粒粒径为1e-4 m，质量流量为1e-20 kg/s。计算完毕后统计进出口颗粒相质量流量并计算分离效率。

2 Fluent设置

• 以3D、Double Precision方式启动Fluent

• 读入网格文件cyclone.msh

2.1 General设置

• 点击Physics标签页下General…按钮进入设置面板

• 如下图所示激活Transient选项采用瞬态计算
• 激活选项Gravity并设置重力加速度为Y方向-9.81 m/s2

2.2 激活DDPM模型

• 点击按钮Multiphase…打开多相流设置对话框

• 如下图所示，激活选项Eulerian及Dense Discrete Phase Model

2.3 湍流模型

• 点击按钮Viscous…打开湍流模型选择对话框

• 如下图所示激活SST k-omega湍流模型，并激活模型选项Curvature Correction

2.4 定义材料

• 点击按钮Create/Edit…打开材料设置对话框

• 如下图所示，进入Fluent数据库添加材料water-liquid

2.5 离散相模型

• 点击按钮Discrete Phase…打开离散相模型设置对话框

• 如下图所示设置模型参数

• 如下图所示设置颗粒入射参数，注意选择Discrete Phase Domain为phase-2

• 进入Physical Models标签页，设置Drag Law为Gidaspow

2.6 设置相

• 右键选择模型树节点phase-1，点击弹出菜单项Edit…打开设置对话框

• 如下图所示设置主相为water-liquid

• 如下图所设置phase-2，修改名称为dust

• 如下图所示右键选择模型树节点Materials > Inert Particle > anthracite打开设置对话框

• 如下图所示，修改材料参数及材料名称

2.7 边界条件

1、inlet边界设置

• 右键选择节点inlet，点击Edit…菜单项打开设置对话框

• 进入DPM标签页，设置Discrete Phase BC Type为reflect

• 右键选择节点inlet > water，点击Edit…菜单项打开设置对话框

• 如下图所示设置速度为2 m/s

2、overflow边界设置

• 如下图所示修改overflow边界类型为pressure-outlet

• 设置overflow边界Discrete Phase BC Type为escape

3、underflow设置

• 如下图所示进入underflow边界设置对话框
  

  

• 设置参数Boundary Cond. Type为trap

2.8 Methods

• 进入Methods设置面板，按下图所示参数设置

2.9 Controls设置

• 进入Controls设置，按图所示参数设置

2.10 初始化

• 进入初始化面板，如下图所示进行初始化

2.11 迭代计算

• 进入迭代参数设置面板，如下图所示设置时间步数为1500，设置时间步长为0.001 s
• 进行迭代计算

残差曲线如下图所示。

注：计算时间要足够长。

3 计算结果

• 颗粒轨迹

• 统计进出口颗粒质量流量

分离效率：

---

链接：https://pan.baidu.com/s/1rJEcKOzIFAMTaeq2IFikAg 
提取码：jn3o

点击阅读原文链接查看操作视频。

本篇文章来源于微信公众号: CFD之道