过滤过程fluent模拟共28页
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Fluent简单分析教程第1步双击运行Fluent,首先出现如下界面,对于二维模型我们可以选择2d(单精度)或2ddp(双精度)进行模拟,通常选择2d即可。
Mode选择缺省的Full Simulation即可。
点击“Run”。
然后进入如下图示意界面:第2步:与网格相关的操作1.读入网格文件car1.mesh操作如下图所示:打开的“Select File”对话框如图所示:(1)找到网格文件E:\gfiles\car1.mesh;(2)点击OK,完成输入网格文件的操作。
注意:FLUENT读入网格文件的同时,会在信息反馈窗口显示如下信息:其中包括节点数7590等,最后的Done表示读入网格文件成功。
2.网格检查:操作如下图所示:FLUENT在信息反馈窗口显示如下信息:注意:(1)网格检查列出了X,Y的最小和最大值;(2)网格检查还将报告出网格的其他特性,比如单元的最大体积和最小体积、最大面积和最小面积等;(3)网格检查还会报告出有关网格的任何错误,特别是要求确保最小体积不能是负值,否则FLUENT无法进行计算。
3.平滑(和交换)网格这一步是为确保网格质量的操作。
操作:→Smooth/Swap...打开“Smooth/Swap Grid”对话框如图所示:(1)点击Smooth按钮,再点击Swap,重复上述操作,直到FLUENT 报告没有需要交换的面为止。
如图所示:(2)点击Close按钮关闭对话框。
注意:这一功能对于三角形单元来说尤为重要。
4.确定长度单位操作如下图所示:打开“Scale Grid”对话框如图所示:(1)在单位转换(Units Conversion)栏中的(Grid Was Created In)网格长度单位右侧下拉列表中选择m;(2)看区域的范围是否正确,如果不正确,可以在Scale Factors 的X和Y中分别输入值10,然后点击“Scale”或“Unscale”即可;(3)点击Scale;(4)点击Close关闭对话框。
7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛,包括填充床,过滤纸,多孔板,流量分配器,还有管群,管束系统。
当使用这个模型的时候,多孔介质将运用于网格区域,流场中的压降将由输入的条件有关,见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导,基于介质和流场热量守恒的假设,见Section 7.19.3.通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型,简称为“多孔跳跃”。
多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域,而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候,因为它更加稳定而且能够很好地收敛。
见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。
本质上,多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。
这种情况下,以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到:•因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体,所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。
做为一个做精确的选项,你可以适用fluent中的真是速度,见section7.19.7。
•多孔介质对湍流流场的影响,是近似的,见7.19.4。
•当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候,fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系,当激活相对速度阻力方程。
这将得到更精确的源项。
相关信息见section7.19.5和7.19.6。
•当需要定义比热容的时候,必须是常数。
7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。
源项包含两个部分:粘性损失项(达西公式项,方程7.19-1右边第一项),和惯性损失项(方程7.19-1右边第二项)(7.19-1)式中,si是i(x,y,z)动量方程的源项,是速度大小,D和C是矩阵。
动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响,生成一个与速度大小(速度平方)成正比的压降。
基于Fluent 14.5离心泵内部流场数值模拟教程内容摘要:一、描述随着科学技术的进步,许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学(CFD)技术的发展,为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术,通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验,可以快速获得外特性曲线,...一、描述随着科学技术的进步,许多领域对水泵要求越来越高。
传统的设计方法已无法满足快节奏、高要求的现代社会。
随着计算流体力学(CFD)技术的发展,为水泵设计也带来了更好的研究方法。
应用CFD技术,通过计算机对水泵内部流场进行虚拟试验,可以快速获得外特性曲线,并且能够更好的在设计阶段预测泵内部流动所产生的漩涡、二次流、边界分离、喘振、汽蚀等不良现象,通过改进以提高产品可靠性。
本教程采用IS80-65-125型水泵的水力模型,通过具体步骤希望广大同行能快速掌握运用Fluent对水泵进行CFD模拟的步骤方法。
二、建模采用Creo 2.0 M020(Peo/Engineer)进行建模。
本次教程不考虑叶轮前后盖板与泵腔间的液体(事实证明对实际结果有一定影响,为了教程方便因此不予考虑,大家可以在实际工作中加入对前后腔体液体),建模只考虑进口管部分、叶轮旋转区域部分、蜗壳部分。
对于出口管,可以根据模型的特征进行判别,本次模拟是由于出口管路对实际模拟结果影响很小,不存在尺寸急变等特征,因此去掉了出口管段,以减少网格数量。
建模如图所示:图1 建立流道模型三、网格划分建模完成后,导出*.x_t(或其他格式)格式,导入网格划分软件中进行网格划分。
网格划分软件有很多,各有各的优势,主要采用自己熟练的一种即可。
本次教程采用ICEM进行网格划分。
进口段为直锥型结构,采用六面体网格。
叶轮和蜗壳部分采用四面体非结构网格(也可以采用六面体网格,划分起来比较麻烦)。
对于工程应用,可以采用不划分边界层网格,划分边界层网格比较费时间,生成的网格数量也很高,但是从模拟的外特性曲线来看,差别不是很大,但是对于研究边界层流动对性能的影响,就必须划分边界层,对于采用有些壁面条件,也必须划分边界层(该部分查看其它教程)。
FLUEN■多孔介质数值模拟设置多孔介质条件多孔介质模型可以应用于很多问题,如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。
当你使用这一模型时,你就定义了一个具有多孔介质的单元区域,而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。
通过介质的热传导问题也可以得到描述,它服从介质和流体流动之间的热平衡假设,具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。
多孔介质的一维化简模型,被称为多孔跳跃,可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。
多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域,并且在尽可能的情况下被使用(而不是完全的多孔介质模型),这是因为它具有更好的鲁棒性,并具有更好的收敛性。
详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。
多孔介质模型的限制如下面各节所述,多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。
事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。
因此,下面模型的限制就可以很容易的理解了。
流体通过介质时不会加速,因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。
这对于过渡流是有很大的影响的'因为它意味着FLUENTS会正确的描述通过介质的过渡时间。
多孔介质对于湍流的影响只是近似的。
详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。
多孔介质的动量方程多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。
源项由两部分组成,一部分是粘性损失项(Darcy),另一个是内部损失项:其中S」是i向(x, y, or z) 动量源项,D和C是规定的矩阵。
在多孔介质单元中,动量损失对于压力梯度有贡献,压降和流体速度(或速度方阵)成比例。
对于简单的均匀多孔介质:其中a是渗透性,C_2时内部阻力因子,简单的指定D和C分别为对角阵1/a和C_2其它项为零。
FLUENT®允许模拟的源项为速度的幕率:其中C_0和C_1为自定义经验系数。
注意:在幕律模型中,压降是各向同性的,c_0的单位为国际标准单位。
FLUENT教程赵玉新I、目录第一章、开始第二章、操作界面第三章、文件的读写第四章、单位系统第五章、读入和操作网格第六章、边界条件第七章、物理特性第八章、基本物理模型第九章、湍流模型第十章、辐射模型第十一章、化学输运与反应流第十二章、污染形成模型第十三章、相变模拟第十四章、多相流模型第十五章、动坐标系下的流动第十六章、解算器的使用第十七章、网格适应第十八章、数据显示与报告界面的产生第十九章、图形与可视化第二十章、Alphanumeric Reporting第二十一章、流场函数定义第二十二章、并行处理第二十三章、自定义函数第二十四章、参考向导第二十五章、索引(Bibliography)第二十六章、命令索引II、如何使用该教程概述本教程主要介绍了FLUENT的使用,其中附带了相关的算例,从而能够使每一位使用者在学习的同时积累相关的经验。
本教程大致分以下四个部分:第一部分包括介绍信息、用户界面信息、文件输入输出、单位系统、网格、边界条件以及物理特性。
第二和第三部分包含物理模型,解以及网格适应的信息。
第四部分包括界面的生成、后处理、图形报告、并行处理、自定义函数以及FLUENT所使用的流场函数与变量的定义。
下面是各章的简略概括第一部分:z开始使用:本章描述了FLUENT的计算能力以及它与其它程序的接口。
介绍了如何对具体的应用选择适当的解形式,并且概述了问题解决的大致步骤。
在本章中,我们给出了一个可以在你自己计算机上运行的简单的算例。
z使用界面:本章描述了用户界面、文本界面以及在线帮助的使用方法。
同时也提供了远程处理与批处理的一些方法。
(请参考关于特定的文本界面命令的在线帮助)z读写文件:本章描述了FLUENT可以读写的文件以及硬拷贝文件。
z单位系统:本章描述了如何使用FLUENT所提供的标准与自定义单位系统。
z读和操纵网格:本章描述了各种各样的计算网格来源,并解释了如何获取关于网格的诊断信息,以及通过尺度化(scale)、分区(partition)等方法对网格的修改。
FLUENT 12 模拟步骤Problem Setup读入网格:file read case 选择网格文件(后缀为。
Mesh)1 General1)Mesh(网格)> Check(点击查看网格的大致情况,如有无负体积等)Maximum volume (m3)(最大体积,不能为负)Minimum volume (m3)(最小体积,不能为负)Total volume (m3)(总体体积,不能为负)> Report Quality(点击报告网格质量)Maximum cell squish(最大单元压扁,如果该值等于1,表示得到了很坏的单元)Maximum cell skewness(最大单元扭曲,该值在0到1之间,0表示最好,1表示最坏)Maximum aspect ratio(最大长宽比,1表示最好)> Scale(点击缩放网格尺寸,FLUENT默认的单位是米)Mesh Was Create In(点选mm →点击Scale按钮且只能点击一次)View Length Unit In(点选mm →直接点击Close按钮不能再点击Scale按钮)> Display(点击显示网格设定)→弹出Mesh Colors窗口Options(选Edges和Faces)Edge Type(点选All)Surface(点选曲面)→点击Display按钮点击Colors按钮→弹出Mesh Display窗口Options(点选Color by ID)→点击Close按钮→再点击Display按钮2)Solver(求解器)> Pressure-Based(压力基,压力可变,用于低速不可压缩流动)> Density-Based(密度基,密度可变,用于高速可压缩流动)3)Velocity Formulation(速度格式)> Absolute(绝对速度)> Relative(相对速度)4)Time(时间)> Steady(稳态)> Transient(瞬态)5)Units(点击设置变量单位)点击按钮→弹出Set Units窗口→在Quantities项里点选pressure →在Units项里点选atm →点击New按钮→点击OK按钮→点击Close按钮2 Models(物理模型)1)Multiphase(多相流模型)2)Energy(能量方程,一般要双击勾选)3)Viscous(粘性模型,一般选k-ε模型,所有参数保持默认设置)4)Radiation(辐射模型)5)Heat Exchanger(传热模型)6)Species(组分模型)7)Discrete Phase(离散相模型)8)Solidification & Melting(凝固与融化模型)9)Acoustics(声学模型,一般选择Broadband Noise Source模型,所有参数保持默认设置)3 Materials(定义材料)1)点击FLUENT Database →在FLUENT Fluid Materials里选择所需要的物质→点击Copy按钮→点击Close按钮→再点击Change/Create按钮2)点击User-Defined Database →选定写好的自定义文件→点击OK按钮3)自定义材料物性参数:在Name文本框中输入自定义材料名字gas →Chemical Formula文本框删除为空→修改Properties中各参数的值→点击Change/Create按钮→弹出Change/Create mixture and Overwrite air对话框→点击NO按钮→点击Close按钮4 Phases(相)5 Cell Zone Conditions(单元区域条件)点击Edit按钮→在Material Name项的下拉列表中选择gas(工作介质)→点击OK按钮6 Boundary Conditions(边界条件)1)Pressure-Inlet(压力进口)> Momentum(动量)Reference Frame(参考系)Gauge Total Pressure(总表压)Supersonic/Initial Gauge Pressure(初始表压或静压,一般比总表压小500Pa左右,或设为出口表压)Direction Specification Method(进口流动方向指定方法,Normal to Boundary垂直边界)Turbulence > Specification Method(湍流指定方法,Intensity and Hydraulic Diameter)Turbulent Intensity(湍流强度,一般为1)Hydraulic Diameter(水力半径,一般为管内径)> Thermal(热量)Total Temperature(总温)> Species(组分)2)Pressure -Outlet(压力出口)> Momentum(动量)Gauge Pressure(表压)Backflow Direction Specification Method(回流方向指定方法)Radial Equilibrium Pressure Distribution(径向平衡压力分布)Target Mass Flow Rate(目标质量流率)Non-Reflecting Boundary(非反射边界)Turbulence > Specification Method(湍流指定方法,点选Intensity and Hydraulic Diameter)Backflow Turbulent Intensity(回流湍流强度,一般为1)Backflow Hydraulic Diameter(回流水力半径,一般为管内径)> Thermal(热量)Backflow Total Temperature(回流总温)> Species(组分)7 Mesh Interfaces(分界面网格)8 Reference Values(参考值)9 Adapt(自适应)Adapt →Gradient(压力梯度自适应)> Options(显示选项)Refine(加密,勾选)Coarsen(粗糙,勾选)Normalize(正规化)> Method(方法)Curvature(曲率)Gradient(梯度,勾选)Iso-Value(等值)> Gradient of(梯度变量)Pressure(压力,点选)Static pressure(静压,点选)> Normalization(正常化)Standard(标准)Scale(可缩放,勾选)Normalize(使正常化)> Coarsen Threshold(粗糙比,0.3)> Refine Threshold(细化比,0.7)> Dynamic(动态)Dynamic(动态,勾选)Interval(每隔几次迭代自适应一次)→点击Mark按钮→点击Adapt按钮→(点击Compute按钮)→点击Apply按钮Solution1 Solution Methods(求解方法)1)Formulation(求解格式,默认为隐式Implicit)2)Flux Type(通量类型,默认为Roe-FDS)3)Gradient(求解格式,默认为Least Squares Cell Based)4)Flow(流动,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)5)Turbulent Kinetic Energy(湍动能,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)6)Turbulent Dissipation Rate(湍流耗散率,点选二阶迎风格式Second Order Upwind)2 Solution Controls1)Courant Number(库朗数,控制时间步长,瞬态计算才需要设置)2)Un-Relaxation Factors(欠松弛因子)> Turbulent Kinetic Energy(湍动能,默认为0.8)> Turbulent Dissipation Rate(湍流耗散率,默认为0.8)> Turbulent Viscosity(湍流粘度,默认为1)3)Equations(点击弹出控制方程)> Turbulence(湍流方程)> Flow(流动方程= 连续方程+ 动量方程+ 能量方程)4)Limits(点击弹出限制窗口)对某些变量使用限制值,如果计算的某个变量值小于最小限制值,则求解器就会用相应的极限取代计算值。
7.19多孔介质边界条件多孔介质模型适用的范围非常广泛,包括填充床,过滤纸,多孔板,流量分配器,还有管群,管束系统。
当使用这个模型的时候,多孔介质将运用于网格区域,流场中的压降将由输入的条件有关,见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导,基于介质和流场热量守恒的假设,见Section 7.19.3.通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型,简称为“多孔跳跃”。
多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域,而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候,因为它更加稳定而且能够很好地收敛。
见Section 7.22.7.19.1 多孔介质模型的限制和假设多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。
本质上,多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。
这种情况下,以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到:•因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体,所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。
做为一个做精确的选项,你可以适用fluent中的真是速度,见section7.19.7。
•多孔介质对湍流流场的影响,是近似的,见7.19.4。
•当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候,fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系,当激活相对速度阻力方程。
这将得到更精确的源项。
相关信息见section7.19.5和7.19.6。
•当需要定义比热容的时候,必须是常数。
7.19.2 多孔介质模型动量方程多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。
源项包含两个部分:粘性损失项(达西公式项,方程7.19-1右边第一项),和惯性损失项(方程7.19-1右边第二项)(7.19-1)式中,si是i(x,y,z)动量方程的源项,是速度大小,D和C是矩阵。
动量源项对多孔介质区域的压力梯度有影响,生成一个与速度大小(速度平方)成正比的压降。
振动流化床仿真操作过程及参数选择1创建流化床模型。
根据靳海波论文提供的试验机参数,创建流化床模型。
流化床直148mm,高1m,开孔率9%,孔径2mm。
在筛板上铺两层帆布保证气流均布。
因为实验机为一个圆形的流化床,所以可简化为仅二维模型。
而实际实验中流化高度远小于1m,甚至500mm,所以为提高计算时间,可将模型高度缩为500mm。
由于筛板上铺设两层帆布以达到气流均分的目的,所以认为沿整个筛板的进口风速为均匀的。
最终简化模型如下图所示:上图为流化后的流化床模型,可以看出流化床下端的网格相对上端较密,因为流化行为主要发生的流化床下端,为了加快计算时间,所以采用这种下密上疏的划分方式。
其中进口设置为velocity inlet;出口设置为outflow;左右两边分为设置为wall。
在GAMBIT中设置完毕后,输出二维模型vfb.msh。
outflow边界条件不需要给定任何入口的物理条件,但是应用也会有限制,大致为以下四点:1.只能用于不可压缩流动2.出口处流动充分发展3.不能与任何压力边界条件搭配使用(压力入口、压力出口)4.不能用于计算流量分配问题(比如有多个出口的问题)2打开FLUENT 6.3.26,导入模型vfb.msh点击GRID—CHECK,检查网格信息及模型中设置的信息,核对是否正确,尤其查看是否出现负体积和负面积,如出现马上修改。
核对完毕后,点击GRID-SCALE 弹出SCALE GRID窗口,设置单位为mm,并点击change length unit按钮。
具体设置如下:3设置求解器保持其他设置为默认,更改TIME为unsteady,因为实际流化的过程是随时间变化的。
(1)pressure based 求解方法在求解不可压流体时,如果我们联立求解从动量方程和连续性方程离散得到的代数方程组,可以直接得到各速度分量及相应的压力值,但是要占用大量的计算内存,这一方法已可以在Fluent6.3中实现,所需内存为分离算法的1.5-2倍。
fluent颗粒物模拟案例Fluent颗粒物模拟案例一、背景介绍Fluent是一款流体力学仿真软件,可以用于模拟和研究各种流体力学问题。
其中,颗粒物模拟是其重要应用之一。
颗粒物模拟主要用于研究颗粒物在流体中的运动行为,以及颗粒物与流体之间的相互作用。
二、颗粒物模拟案例1. 颗粒物在流体中的沉降行为在这个案例中,研究者使用Fluent模拟了颗粒物在流体中的沉降行为。
通过调整颗粒物的密度、流体的粘度等参数,研究者可以得到颗粒物在不同条件下的沉降速度和沉降路径,从而深入了解颗粒物的沉降规律。
2. 颗粒物在旋转流场中的输运在这个案例中,研究者使用Fluent模拟了颗粒物在旋转流场中的输运行为。
通过调整旋转流场的转速和颗粒物的密度、粒径等参数,研究者可以研究颗粒物在旋转流场中的受力情况和输运路径,从而探究颗粒物在旋转流场中的分布规律。
3. 颗粒物在管道中的堵塞为。
通过调整颗粒物的粒径、浓度和管道的几何形状等参数,研究者可以得到颗粒物在管道中的积聚情况和堵塞程度,从而为管道的设计和运行提供参考依据。
4. 颗粒物在颗粒床中的流动在这个案例中,研究者使用Fluent模拟了颗粒物在颗粒床中的流动行为。
通过调整颗粒物的密度、粒径和颗粒床的几何形状等参数,研究者可以研究颗粒物在颗粒床中的流动速度和分布情况,从而为颗粒床的设计和优化提供指导。
5. 颗粒物在喷雾冷却中的传热过程在这个案例中,研究者使用Fluent模拟了颗粒物在喷雾冷却中的传热过程。
通过调整颗粒物的热传导性和喷雾冷却液的流速等参数,研究者可以研究颗粒物与冷却液之间的传热效果,从而为喷雾冷却设备的设计和优化提供指导。
6. 颗粒物在旋流分离器中的分离效果在这个案例中,研究者使用Fluent模拟了颗粒物在旋流分离器中的分离效果。
通过调整旋流器的几何形状和颗粒物的密度、粒径等参数,研究者可以研究颗粒物在旋流分离器中的分离效率和分离精度,从而为旋流分离器的设计和运行提供指导。
fluent 简单案例
当然可以,以下是一个简单的 Fluent 案例,用于模拟一个简单的二维管道流。
1. 模型建立:
首先,在 Gambit 中创建一个二维管道模型。
例如,一个长为 1m,直径为的圆管。
2. 网格划分:
使用 Gambit 对模型进行网格划分,选择适当的网格类型和尺寸。
3. 边界条件设置:
入口:速度入口,速度为 m/s。
出口:压力出口,压力为一个大气压。
管壁:无滑移壁面。
4. 求解器设置:
选择压力基求解器,湍流模型选择标准 k-ε 模型。
设置迭代次数为 500,收敛残差为 1e-6。
5. 开始模拟:
完成以上步骤后,可以开始模拟。
Fluent 将计算流场,并显示流速、压力、湍流强度等变量的分布。
6. 后处理:
模拟完成后,可以使用 Fluent 的后处理功能来查看和分析结果。
例如,可
以绘制速度、压力、湍流强度的云图或矢量图。
以上是一个简单的 Fluent 案例,用于模拟二维管道流。
实际应用中,可能
需要根据具体问题调整模型、网格、边界条件和求解器设置。