搜索CFD学习系列（一）——Fluent/DPM实例
2016-11-14 by:CAE仿真在线 来源:互联网
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终于算是安顿下来了。今天更一发。同时也是换换口味。ABAQUS虽好,奈何烤羊腿吃几天也会腻,更何况我们这个标榜数值大杂烩的算盘坊呢。今天小胖结合自己刚做完的一个小项目,谈一谈Fluent中如何进行颗粒扩散模拟。
Fluent是流体动力学软件,几年前被Ansys收购。据说ABAQUS也想收购Fluent来着,无奈最终流产。眼看如此一业界白富美投入了高富帅Ansys的怀抱,Abaqus这个书呆子也只有汪洋兴叹,埋起头来发展自己的CFD模块了。
话说Fluent在Ansys框架内发展得也算是顺风顺水,完成了由白富美向豪门富太的转变。这个传统的流体软件也不再局限于连续介质的模拟,而是把自己的触角伸向了非连续介质。DPM算是其中的一个相对成熟的功能了。
DPM全称是Discrete Phase Model。根据Fluent自己的说法,DPM中离散相是通过拉格朗日轨道进行跟踪。算了,我还是回去翻翻它的manual吧。
Another very useful group of models in ANSYS Fluent is the set of free surface and multiphase flow models. These can be used for analysis of gas-liquid, gas-solid, liquid-solid, and gas-liquid-solid flows. For these types of problems, ANSYS Fluent provides the volume-of-fluid (VOF), mixture, and Eulerian models, as well as the discrete phase model (DPM). The DPM performs Lagrangian trajectory calculations for dispersed phases (particles, droplets, or bubbles), including coupling with the continuous phase. Examples of multiphase flows include channel flows, sprays, sedimentation, separation, and cavitation.
上边说,DPM是用拉格朗日轨道模型来计算离散相的。而颗粒间的碰撞,则可采用DEM(离散元)的计算方法进行:
ANSYS Fluent allows you to use the discrete element method (DEM) as part of the DPM capability. To use the DEM model, refer to Modeling Collision Using the DEM Model in the User's Guide.
颗粒还是sphere。你看人家,高富帅白富美都用球形颗粒,你看看小胖,博士最后三年整个椭球搞来搞去,没有超算完全跑不动,直接搞得我延期毕业2年,现在还欠着两篇相关论文没跑完——这真是自己挖的坑,跪着也要填完。
好了,我已经平复了。小胖不多说理论和公式,先上个小实例,大家跑起来。这个例子吧,是某隧道的施工的通风和降尘模拟。
断面是这样滴。行车道下的空间不用管,主要是中间的空间和风道板上部空间。这样,我们就先把模型简化掉
具体思路就是先建出几何模型,小胖还是在Abaqus里弄好的。导出iges文件导入HyperMesh,进行网格划分,导出Fluent专用网格格式(.cas)。
为了尽可能地提高计算效率,小胖可耻地把隧道截成了上图那么短。因为一旦颗粒脱出了计算域,那么就不再被跟踪,也就是说可以提高计算效率了。对于降尘模拟,上图中纵向前两个blocks有粉尘源,而降尘措施一般需要尽量靠近粉尘源,这样的话,如果我只关注降尘措施的效率,那么降尘设备后边的颗粒就不需要care了。所以,各位宝宝可以看出,模型不是越大越好,小而精才是王道。
注意,在网格画好导出之前,请务必清理你的components,尽量使其没有多余组分,同时如果你关注的部分比较散,那么可以把流域网格分成几个部分一起导出,这样后处理时方便区别显示。
然后在下图所示位置导出cas文件。
如果你的Fluent安装正确的话,可以直接打开导出的case文件进行后续的计算设置。按照下面的图示顺序,进行设置就好啦!
a
b
c
d
e(材料属性,可修改)
f(边界条件设置;粉尘源source要设置成为interior;其它根据自己需要设置,如速度进口,压力出口,质量出口等)
g(选择求解方法;我都是选用默认的参数)
h(配置好需要监控的参数)
i(配置好计算过程中自动输出的计算文件)
j(初始化;我是从风速进口进行初始化的)
k(设置计算时间和计算步长;建议采用自动增量步)
后处理小胖采用的是Tecplot。
有这些autosave的结果文件,我们导入Tecplot进行可视化。
load 这些所有的data,注意只能选一个cas,然后选择所有的dat文件。最初始是这样的——
我们需要调整一下显示模式。
然后我们看一下粉尘浓度分布
(把wall去掉不显示,只显示流域)
如果想看切片
OK。吃饭去了。
(完)
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