fluent实例-油水两相管内流动模拟

ansys fluent中文版流体计算工程案例详解ANSYS Fluent是一种流体计算动力学软件，可用于解决各种流体力学问题。

本文将详细介绍ANSYS Fluent中文版的流体计算工程案例，包括案例的基本背景、模拟过程和结果分析。

这些案例旨在帮助用户深入了解ANSYS Fluent的使用方法和流体计算工程实践。

一个典型的案例是流体在管道中的流动。

该案例背景是，一根长直管道内有水流动，管道的直径为0.1米，长度为10米。

水的初始速度为1 m/s，管道的壁面是光滑的，管道两端的压差为100Pa。

现在需要使用ANSYS Fluent模拟该流体流动过程，并进一步分析不同参数对流动的影响。

首先，在ANSYS Fluent中创建一个新的仿真项目，并选择“仿真”模块。

在界面上点击“新建”按钮，在弹出的对话框中填写相应的参数，例如案例名称、计算器类型和尺寸单位。

点击“确定”后，进入模拟设置页面。

首先，需要定义获得流动场稳定解所需的物理模型和求解方法。

在“物理模型”选项卡中，选择“连续相”和“非恒定模型”。

在“湍流模型”中选择某种适合的模型，例如k-ε模型。

在“重力”选项卡中，定义流体的密度和重力加速度。

接下来，在“模型”选项卡中，定义管道的几何和边界条件。

选择“管道”作为流体领域的几何模型，并定义长度、直径和内壁面的润滑系数。

在“边界”选项卡中，定义管道两端的入口和出口条件，例如速度和压力。

将管道两端的压力差设置为100Pa，在入口处设置水的初始速度为1 m/s。

在出口处选择“出流”边界条件。

完成几何和边界条件的定义后，点击“模拟”选项卡进入模拟设置界面。

在“求解控制”中，设置计算时间步长和迭代次数。

选择合适的网格划分方法，并进行网格划分。

点击“网格”选项卡，选择合适的网格类型，并进行网格划分。

在划分网格后，可以使用“导入”按钮导入网格文件，并进行网格优化。

完成设置后，点击“计算”按钮开始进行模拟计算。

在计算过程中，可以实时观察流体场的变化情况，并通过Fluent Post-processing工具进行结果分析。

管内流动的模拟fluent模型模型管的直径为1m，长度20m。

几何模型是对称的，因此只对管道的一半进行模拟。

水以0.015/m s的速度从进口边界进入。

流动雷诺数为15000。

1．建立模型及网格划分①建立模型及网格划分的步骤在此处暂时省略，以后后机会再补上。

这里直接读入网格文件pipe.msh，开启Fluent3D双精度求解器（DoublePrecision），（这里是典型的狭长管道，需要开启双精度求解器）。

②读入网格后应检查网格及网格尺寸，通过Mesh下的Check和Scale进行实现，这里不做详细描述。

2．求解模型的设定①求解器设置。

这里保持默认的求解参数，即基于压力的求解器定常求解。

下面说一说Pressure-based和Density-based的区别：a.Pressure-BasedSolver是Fluent的优势，它是基于压力法的求解器，使用的是压力修正算法，求解的控制方程是标量形式的，擅长求解不可压缩流动，对于可压流动也可以求解；Fluent6.3以前的版本求解器，只有SegregatedSolver和CoupledSolver，其实也Pressure-BasedSolver的两种处理方法；b.Density-BasedSolver是Fluent6.3新发展出来的，它是基于密度法的求解器，求解的控制方程是矢量形式的，主要离散格式有Roe，AUSM+，该方法的初衷是让Fluent具有比较好的求解可压缩流动能力，但目前格式没有添加任何限制器，因此还不太完善；它只有Coupled的算法；对于低速问题，他们是使用Preconditioning方法来处理，使之也能够计算低速问题。

Density-BasedSolver下肯定是没有SIMPLEC，PISO这些选项的，因为这些都是压力修正算法，不会在这种类型的求解器中出现的；一般还是使用Pressure-BasedSolver解决问题。

基于压力的求解器适用于求解不可压缩和中等程度的可压缩流体的流动问题。

管道中液固两相流动数值模拟研究摘要：本次的课题研究主要是了解管道流动的概念及应用，熟悉管道固液两相流的一般计算，分析固体颗粒在环空油管中的沉降。

采用商业软件对气体输送系统进行模拟。

本课题利用Gambit建立几何模型，将模型导入Fluent进行模拟计算，Tecplot软件进行后处理，计算结果用可视化图形表示出来，进而加以分析和总结。

本文对颗粒的沉降末速度进行了分析，分别建立了有、无接箍时的颗粒沉降模型，认为流体在油管中的流动是层流状态。

模拟结果表明，固相的速度分布曲线与液相速度分布曲线相似，只是固相速度曲线相对液相速度分布曲线向下平移了一定数值；颗粒主要分布于环空油管的中部，且分布较均匀；在忽略接箍的影响下，颗粒排出量要大于受接箍影响下的颗粒排出量，原因是接箍附近产生了涡流，颗粒沉降较多。

关键词：固液两相流；数值模拟；Fluent软件中图分类号：TB126Pipe flow characteristics of entranceAbstract：Keywords：solid- liquid two -phase flow；Numerical simulation; Fluent software Classification: TB126目录摘要： (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 1 引言. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内 (1)1.3 课题基本内容和拟解决的主要问题 (2)1.4 欧拉-拉氏模型 (3)1.5 研究方法 (3)1.6 研究意义 (4)2理论方法 (4)2.1控制方程 (4)2.1.1质量守恒方程 (4)2.1.2 动量守恒方程 (4)2.1.3层流的控制方程 (5)2.2采用方法 (5)2.2.1 GAMBIT软件介绍 (5)2.2.2 GAMBIT操作步骤 (7)2.2.3 FLUENT软件介绍 (7)2.2.4 FLUENT操作步骤 (8)3 实验原理 (10)3.1工作原理........................................................................... 错误!未定义书签。

基于Fluent的油气两相射流仿真分析牛鹏;孙启国;吕洪波【摘要】Based on the theories of two-phase flow, cylindrical nozzle models of three different outlets are established. Simulation a-nalysis of annular two-phase jet flow of the nozzle Is calculated by Fluent and two-phase velocity graphs of the nozzle are got from simulation results. Considering the oil-gas lubrication's requirements of rolling bearing, the results show that outlet diameter's optimal value is about 2mm in this model, because the continuous oil jet droplets and the moderate velocity can fulfil the better lubricate condition in this case. This conclusion provides the basis for choosing and optimizing the nozzle in oil-gas lubrication system.%基于两相流基本理论,建立了三种不同出口直径的圆柱形喷嘴模型,通过Fluent流体分析软件对喷嘴环状两相射流进行了仿真计算.分析仿真结果得出了喷嘴油气两相速度分布,并结合油气润滑条件下滚动轴承对油气两项速度的要求,比较仿真结果得出文中模型条件下,喷嘴出口直径在2mm附近时,射流油滴连续,速度适中,能够较好的满足润滑条件,为油气润滑系统中喷嘴的选择和优化提供了依据.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】3页(P91-93)【关键词】喷嘴;油气两相射流;出口速度【作者】牛鹏;孙启国;吕洪波【作者单位】北方工业大学机电工程学院,北京100144【正文语种】中文【中图分类】TP391.9油气润滑是一种新型的润滑技术，它具有单相流体润滑无可比拟的优越性，现今已经广泛应用于高温、重载、高速、极低速以及有冷却水和脏物侵入润滑点的恶劣工况条件的场合［1］。

油水两相流弯管流动模拟弯管被广泛应用于石化、热能动力、给排水、钢铁冶金等工程领域的流体输送，其内部流体与管壁的相对运动将产生一定程度的振动而使管道系统动力失稳，严重时会给系统运行带来灾难性的毁坏。

而现今原油集输管线中普遍为油水两相流，较单相流动复杂，且通过弯管时由于固壁的突变，使得流动特性更为繁杂。

因此，研究水平弯管内油水两相流的速度、压力分布等流动特性，不仅能够为安全输运、流动参数控制等提供参考，还可为管线防腐、节能降耗措施选取等提供依据。

一、实例概述选取某输油管道工程管径600mm的90°水平弯管道，弯径比为3，并在弯管前后各取5m直管段进行建模，其几何模型如图所示。

为精确比较流体流经弯管过程中的流场变化，截取了图所示的5个截面进行辅助分析。

弯管进出口的压差为800Pa，油流含水率为20%。

二、模型建立1.启动GAMBIT，选择圆面生成面板的Plane为ZX，输入半径Radius为0.3，生成圆面，如图所示。

2.选择圆面，保持Move被选中，在Global下的x栏输入1.8，完成该面的移动操作。

3.选取面，Angle栏输入-90，Axis选择为（0,0,0）→（0,0,1），生成弯管主体，如图所示。

4.在Create Real Cylinder面板的Height栏输入5，在Radius1栏输入0.3，选择AxisLocation 为Positive X，生成沿x方向的5m直管段，如图所示。

5.同方法，改变Axis Location为Positive Y生成沿y方向的5m直管段，如图所示。

6.将直管段移动至正确位置，执行Volume面板中的Move/Copy命令，选中沿y轴的直管段，在x栏输入1.8，即向x轴正向平移1.8。

然后选中沿x轴的直管段，在x栏输入-5，在y栏输入-1.8，最后的模型如图所示。

7.将3个体合并成一个，弹出Unite Real Volumes面板，选中生成的3个体，视图窗口如图所示。