颗粒流体建模
颗粒流体描述处理气固或液固流体的多相流态。这些流体的示例为流化床、气动输送机和水泥。
颗粒流体模拟需要至少两个欧拉相:一个液相和一个固体颗粒相。每个颗粒相由同一材料的颗粒组成。要对不同材料的颗粒建模,需要创建额外的颗粒相并为每个相指定适当的颗粒材料。默认情况下,颗粒相中的所有颗粒的尺寸相同。如果要指定一系列颗粒尺寸,则选择适当的颗粒尺寸分布模型。
要对颗粒相流体建模:
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对于进行颗粒流体建模的 [物理连续体],除了先前选择的模型之外,还选择以下模型:
组合框
模型
可选模型
要考虑颗粒-颗粒相互作用,选择以下某个模型:
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颗粒压力
如果颗粒填充松弛(例如流化床),则使用此模型。此模型引入“填充限制”概念。低于此限制时则颗粒填充视为松弛,颗粒间碰撞决定它们的运动。当高于填充限制时,颗粒之间的摩擦主导它们的运动。
使用此模型可以处理多颗粒相(即,不同尺寸的颗粒)。
系统自动选择颗粒温度和颗粒温度传输模型。
请参见颗粒压力模型参考。
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固相压力
如果颗粒紧密填充,则使用此模型。为离散颗粒相提供此模型,以考虑颗粒-颗粒相互作用过程中出现的力。这是一种限制最大颗粒体积分数的方式。
请参见固相压力模型参考。
如果流体由悬浮在液体中的固体颗粒组成,则选择悬浮液流变。
在物理连续体中必须选择层流粘滞态。
请参见悬浮液建模。
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- 对于每个相,右键单击新建。 节点,然后选择
- 对于流体相(气体或液体),右键单击 Phase Model Selection(相模型选择) 对话框中,选择以下模型: 节点,然后在
- 对于颗粒相,在 Phase Model Selection(相模型选择) 对话框中,选择以下模型:
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要对悬浮在液体中的固体颗粒的非牛顿行为建模,重新打开物理连续体的物理模型选择对话框,然后从可选模型组合框中选择悬浮液流变模型。
在物理连续体中必须选择层流粘滞态。
请参见悬浮液建模。
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如果要预测固体颗粒的尺寸分布,则按照某个附加工作流中的步骤操作。否则,定义的每个颗粒相的颗粒尺寸都为常数。
请参见自适应多尺寸组颗粒尺寸分布建模。
请参见 S-Gamma 颗粒尺寸分布建模。
- 选择 密度和颗粒直径值。 节点,然后设置
- 选择 属性窗口中,设置最大固体分数。 节点,然后在
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选择 属性窗口中,设置值。
节点,然后在请参见参考值。
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选择 速度、体积分数以及(对于颗粒相)颗粒温度值。
节点,然后设置请参见初始条件。
定义适当的相间相互作用。
- 右键单击 节点,然后再先以下某项操作:
- 右键单击 选择模型。 节点,然后单击
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在相间相互作用模型选择对话框中,选择额外的相间相互作用模型。
组合框 模型 可选模型 -
升力
对升力对颗粒相的作用建模。
请参见升力模型参考。
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曳力
请参见曳力模型参考。
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相间能量传递
对相之间的能量传递建模。
请参见相间能量传递模型参考。
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相间质量传递
对相之间的质量传递建模,如结晶。
请参见相间质量传递模型参考。
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颗粒引起的混合或颗粒引起的湍流源
这些模型考虑了颗粒相的存在导致的湍流改变。
请参见颗粒引起的湍流源。
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湍流耗散力
对离散相和周围湍流涡之间的相互作用建模。
请参见湍流耗散力模型参考。
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虚拟质量力
在颗粒相密度类似或小于连续相密度时考虑阻力效应。
请参见虚拟质量力模型参考。
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虚拟应力
请参见虚拟质量应力模型参考。
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如果选择了相间质量传递,则按照附加工作流中的步骤操作。可使用以下质量传递类型:
质量传递类型 描述 结晶 使用单组分晶体增长模型对单个多组分相的结晶建模。
请参见结晶建模。
用户自定义的相间质量通量 此模型假设相间质量传递对相温度的影响可忽略不计。
如果已激活相耦合流体能量模型,则选择相间能量传递相间相互作用模型可确保相温度达到有意义的值。
对于连续-离散相的相间相互作用,指定对颗粒能量传递的影响,此影响由于气体与颗粒的速度波动之间的相关性而产生。
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选择 属性窗口中,指定交叉相关项。
节点,然后在请参见颗粒能量传递模型参考。
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选择 属性窗口中,设置适当的值。
节点,然后在
请参见颗粒对相间相互作用参考设置。
- 选择 速度和体积分数值。 节点,然后设置
设置每个边界处每个颗粒相的颗粒温度。指定的颗粒温度值用于计算边界处的固相压力,该压力对模拟结果有显著影响。
在每个壁面边界处,指定每个颗粒相的剪切应力。
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选择 颗粒温度指定和剪切应力指定。
节点,然后设置请参见边界设置。
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选择
节点,然后选择适当的方法。
在相应的物理值节点中,设置适当的属性值。
请参见侵蚀模型参考。
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选择属性窗口中,将亚松弛因子设为适当的值。
节点,然后在请参见颗粒温度求解器。