【FLUENT案例】06：与EDEM耦合计算【转发】

2017-01-18 by:CAE仿真在线来源:互联网

折腾了很久才把耦合模块搞定,用的还是网上别人编译好的UDF,不完美。自己编译的时候,老是提示无法找到fluent中的一些头文件,个人怀疑是操作系统和visual studio的问题,有时间换个系统和VS再试试,其实也挺简单。
此测试案例是EDEM官方提供的。

软件设置分为两部分,其中包括在FLUENT设置和EDEM设置,计算模型可以采用同一模型,也可以采用不同的网格模型,这里采用同一套网格模型。(EDEM可以读入msh文件)。

1 案例描述

案例模型很简单,如下图所示的交叉管,流经模型的介质包括连续相的水和颗粒相。

2 FLUENT设置

2.1 导入网格文件

启动FLUENT,利用菜单File | Read | Mesh…导入网格文件intersection_vertical.msh
选择General面板中的Scale…按钮,确保网格模型尺寸,如下图所示。

2.2 General面板及Material

设置Time为Transient,采用瞬态计算
设置Z轴方向重力加速度-9.81
添加材料water-liquid

2.3 Cell Zone Conditions

设置Cell Zone Conditons里头的区域介质为water-liquid,如下图所示。

2.4 Boundary Conditions

设置inlet边界入口速度为5m/s,如下图所示

2.5 Models

采用标准k-epsilon模型计算

2.6 加载EDEM宏

打开user-defined > Functions > Manage…
在library Name中输入udf所在路径,点击load按钮加载udf宏
加载完毕后,在Models树节点下出现EDEM子节点,如下图所示

点开来看,设置对话框如下图所示。

此对话框一会儿再设置。现在转入EDEM设置。

3 EDEM设置

3.1 设置模型描述

启动EDEM,点击菜单**File > Save”,在弹出的文件保存对话框中保存工程文件,默认名称New EDEM input deck.dem
Global标签页中,设置Title为2-phase Eulerian

3.2 设置材料

创建新的材料“Particle”,设置材料属性如图所示。
单击 Transfer 按钮打开 Material/Interactions Transfer 对话框.
从材料数据库中 Transfer steel 到 simulation。
设置 material interactions, particle – particle 和 particle – steel,使用默认值

3.3 定义颗粒

单击颗粒标签。
单击 + 按钮输入名字 „Eulerian particle‟。
设置半径 2mm。
设置 X 为-0.5 mm。
单击+创建一个新的表面。
设置半径为 2mm。
设置 X 为 0.5 mm。
颗粒的材料为’particle’。
点击 lculate Properties,自动计算出颗粒的质量、体积等属性。

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3.4 定义几何

定义几何材料

打开 Geometry 标签。点击Import…按钮,导入网格文件intersection_vertical.msh
在 Details 标签中,选择材料为 steel。

创建颗粒工厂几何

单击+按钮选择 polygon,命名 “factory”。
在 Details 中选择 Virtual。
选择 Polygon 按钮,设置如下:

3.5 创建颗粒工厂

创建颗粒工厂、设置颗粒工厂类型

点击 Fcatories 标签。
点击+按钮,添加一个新的颗粒工厂。
设置工厂类型为 Dynamic。
选择 Unlimited Particles。
选择速率 to 2.5e3 particles/s。

设置初始条件

在下拉菜单中确定选择„factory‟ 。
选择速度为 linear 或者 spray 点击设置按钮。
设置速度大大小 z=5m/s。
固相的设置已经完成。

3.6 求解器

设置时间步长

点击 Simulator 标签。
设置时间步长为 39%。
调整时间步长为 8e-5s。 EDEM 里面的时间步长与 Fluent 里面的时间步长比例一般在 1:1 到 100:1 之间。 EDEM 时间步长不能大于 Fluent 的时间步长。

设置 data write-out frequency

设置 write out frequency 为 0.01s。
如果有必要按时返回,从一点重新进行模拟,自动保存 case 和 data 必须在 fluent 选
择。

设置网格

设置网格尺寸为 3.5 Rmin。这将生成约 60,000 网格。

跟踪碰撞

标记 Track Collisions 。

3.7 启动耦合器

选择菜单Tools > EDEM Coupling Options > Show Coupling Server
在右下角对话框中点击按钮Start,之后EDEM处于监听状态

4 fluent其他设置

返回到FLUENT中继续设置

设置 2-phase 模拟

选择 Eulerian 作为耦合方法。
选择”fluid‟ 。
设置 sample points 为 10。
如果 sample points 为 10, 一个大的颗粒可以在 10 个网格中传输。增加 samplepoints 的大小,增加了模拟的稳定性但是减少了速度。
设置 momentum („MTM‟) under-relaxation 为 0.7。
减少松弛因子增加了模拟的稳定并且更加容易收敛。然而可能会使用到更多的迭代来实现收敛。
设置 volume under-relaxation 为 0.6。
点击Open按钮,选择New EDEM input deck.dem文件
点击 OK。

此时看TUI输出窗口信息如下图所示,表示已经成功耦合。

此时看EDEM中耦合服务器状态,如下图所示。已经成功耦合。

初始化、设置文件选项

初始化。
a) 选择 Solve > Initialize > Initialize。
b) 选择 Compute from Inlet, 单击 Init t。
设置 autosave case and data option 为 25。
a) 选择 File > Write > autosave。
b) 设置为 25。时间步长为 2e-3 s,即数据文件每隔 0.05s 保存一次。
点击 File > Write > Case & Data 保存 case(.cas)和 data (.dat)文件。
.dat 文件包含了在 0s 点的几何、边界条件和其他液相(固相)信息。这个文件包含了几何、边界条件和其他仿真参数。
在仿真过程中, case 和 data 自动保存, EDEM 的文件也自动保存。