搅拌器fluent实例分析
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一年一度的毕业设计就要到来了,CAE软件依然是流体专业众多学子毕设的拦路虎,为了使各高校流体同学顺利完成毕业设计以及有志于在流体行业有一番作为的青年才俊迅速掌握一门技能,从而更好地适应职场需求,北京经纬云图仿真科技有限公司感谢各位同行的支持和厚爱,特组织各方面CAE软件专家长期进行免费在线网络培训,诚邀您的参与!特此声明:本公司的所有培训将主要以工程实例为基础进行,让您真正的学到知识,懂得原理,而不仅仅是简单的软件操作。
最重要的一点是为了回馈广大同仁们,本公司的培训完全免费,机不可失失不再来啊!主办单位:北京经纬云图仿真科技有限公司培训时间:每周五晚8:00---9:30培训方式:在线免费网络培训培训2000人QQ群:281194860(参与培训请加入,注明:FLUENT培训)培训内容:见附录附录:1,基础流动计算以AICD装置为例,说明利用fluent进行基础的流动模拟的步骤,包括计算设置和简单的后处理2,两相流Mix模型应用以某烟雾报警器为例,利用mix两相流模型,预测烟雾报警器内部的烟雾浓度分布3,空化问题以某拉瓦尔喷管型的空化装置为例,利用mix两相流模型和空化模型,计算装置内的水的空化情况4,水的蒸发和凝结以某水蒸气动力装置为例,利用mix两相流模型和蒸发凝结模型(fluent自带蒸发凝结模型和udf编程),并利用瞬态计算的方法,得到装置的瞬时流场分布和水凝结情况5,湿空气的露点问题以某实验装置为例,说明露点问题与蒸发凝结问题的本质区别,利用mix两相流模型和udf 露点模型,计算过冷空气中的水析出的问题,并与理论结果进行对比6,萃取问题(溶液间传质问题)以某反应塔的一层为例,利用mix两相流模型、组分输运模型和udf传质模型,计算甲苯的萃取过程,以及利用瞬态计算的方法,得到脉动进口条件对于萃取过程的影响7,水中气泡上升以某鱼缸中通过气泡的模型为例,利用vof两相流模型和udf气泡源,利用瞬态计算的方法,得到水中的连续气泡上升的流动动画8,融化、蒸发联合作用问题以低压力环境中的固态铝加热为例,利用vof两相流模型、融化凝固模型、蒸发凝结模型和udf加热源,利用瞬态计算的方法,计算铝融化后的液面形状9,粒子冲蚀问题以某钻井装置为例,利用DPM模型和粒子冲蚀模型,计算在钻井的过程中,钻头以及装置各部分的磨损情况10,高温粒子喷涂问题以某高温粒子喷涂装置为例,利用DPM模型和粒子融化、蒸发模型,计算在高温喷涂的过程中,不同半径粒子的运动轨迹,和粒子的融化、蒸发情况11,二维齿轮动网格以某二维齿轮泵为例,利用动网格模型中的刚体运动模型,模拟齿轮泵的啮合工作过程12,Six dof动网格问题以三维空间中小球斜射入水的问题为例,利用动网格模型和six dof模型,模拟小球从空气中斜射入水过程中的运动和受力情况13,流热耦合问题以某水泵的相关部件为例,利用流热耦合方法和udf热源,模拟水泵工作过程中的摩擦生热问题,以及冷却问题14,电磁搅拌问题以带有电磁搅拌的坩埚为例,利用udf体积力源项和mix两相流模型的方法,模拟电磁搅拌对于坩埚内合金金属的浓度分布的影响15,多孔介质问题以某带有多孔漏斗装置的化学反应塔为例,首先对多孔漏斗进行直接数值模拟得到多孔介质的属性参数,然后利用多孔介质和组分输运模型进行计算,得到反应塔内部各组分的浓度分布。
想起CFD,人们总会想起FLUENT,丰富的物理模型使其应用广泛,从机翼空气流动到熔炉燃烧,从鼓泡塔到玻璃制造,从血液流动到半导体生产,从洁净室到污水处理工厂的设计,另外软件强大的模拟能力还扩展了在旋转机械,气动噪声,内燃机和多相流系统等领域的应用。
今天,全球数以千计的公司得益于FLUENT的这一工程设计与分析软件,它在多物理场方面的模拟能力使其应用范围非常广泛,是目前功能最全的CFD软件。
FLUENT因其用户界面友好,算法健壮,新用户容易上手等优点一直在用户中有着良好的口碑。
长期以来,功能强大的模块,易用性和专业的技术支持所有这些因素使得FLUENT成为企业选择CF D软件时的首选。
网格技术,数值技术,并行计算计算网格是任何CFD计算的核心,它通常把计算域划分为几千甚至几百万个单元,在单元上计算并存储求解变量,FLUENT使用非结构化网格技术,这就意味着可以有各种各样的网格单元:二维的四边形和三角形单元,三维的四面体核心单元、六面体核心单元、棱柱和多面体单元。
这些网格可以使用FLUENT的前处理软件GAMBIT自动生成,也可以选择在ICEM CFD工具中生成。
六面体核心网格四边形平铺网格在目前的CFD市场, FLUENT以其在非结构网格的基础上提供丰富物理模型而著称,久经考验的数值算法和鲁棒性极好的求解器保证了计算结果的精度,新的NITA算法大大减少了求解瞬态问题的所需时间,成熟的并行计算能力适用于NT,Linux或Unix平台,而且既适用单机的多处理器又适用网络联接的多台机器。
动态加载平衡功能自动监测并分析并行性能,通过调整各处理器间的网格分配平衡各CPU的计算负载。
并行速度的比较湍流和噪声模型FLUENT的湍流模型一直处于商业CFD软件的前沿,它提供的丰富的湍流模型中有经常使用到的湍流模型、针对强旋流和各相异性流的雷诺应力模型等,随着计算机能力的显著提高,FLUENT已经将大涡模拟(LES)纳入其标准模块,并且开发了更加高效的分离涡模型(DES),FLUENT提供的壁面函数和加强壁面处理的方法可以很好地处理壁面附近的流动问题。
搅拌器数值模拟1 引 言搅拌混合是一种常规的单元操作,具有广泛的应用背景,搅拌可以使物料混合均匀、使气体在液相中很好地分散、使固体粒子(如催化剂)在液相中均匀地悬浮、使不相溶的另一液相均匀悬浮或者充分乳化,并可以强化相间的传质、传热。
作为工业生产中工艺过程的一部分,搅拌效果直接影响到其它后续生产过程。
在利用超临界流体对废旧橡胶进行脱硫的课题中,脱硫反应釜中应用四叶涡轮搅拌器加强脱硫剂对溶胀橡胶的渗透作用。
本文即对搅拌器在反应釜中产生的流场进行数值计算,分析搅拌流场特性,通过模拟得到流场结构及搅拌桨的速度矢量分布。
2 搅拌器流场数值模拟2.1 四叶涡轮搅拌器solidworks 建模四叶涡轮搅拌器桨叶直径mm 106=D ,叶片宽mm 20=a ,厚mm 2=b ,轮毂直径20mm 。
三维模型建好后,保存为jiaobanqi.IGS 文件。
图1 四叶涡轮搅拌器2.2 四叶涡轮搅拌器Gambit 建模(1)将生成的jiaobanqi.IGS 文件导入Gambit 中,得到volume1。
(2)建立搅拌槽模型本文采用平底圆柱形槽体,内径 mm 210=T ,槽内液位高度T H =; 搅拌器安装在轴径mm=d的搅拌轴上,桨叶中心线离槽底高度316C=。
T图2 搅拌槽尺寸1)建立圆柱体模型,此模型作为搅拌器的动区域,圆柱体尺寸高为60mm,半径60mm。
之后需对圆柱体进行平移,由于圆柱体的基准面都是建立在坐标原点所处的面上,本模型需使圆柱体沿着Z轴平移,设定Z轴的平移量为-20,得到volume2。
2)以同样的方法分别建立高为40mm,半径为8mm,高为210mm,半径为105mm,高为110mm,半径为8mm的3个圆柱体,分别为volume3,volume4,volume5,其中volume3无需平移,volume4沿Z轴平移-60,volume5沿Z轴平移40。
最终得到搅拌槽的模型如图3所示。
图3 搅拌槽模型(3)布尔运算本次模拟采用多重参考系模型( Multi-Reference Frame, MRF )。