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Particleworks案例16-固体流体相互作用产生气泡过程

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本教程演示了如何模拟固体-流体碰撞产生的气泡。
         

         
 

1、创建新项目  

1.在工具栏中,单击CreateProject.
2.CreateProject窗口,在Projectname中输入bubble_gen_solid并指定项目将保存的位置 Project location.
3.单击OK按钮,以关闭窗口.
4.Projects 窗口,展开 project 然后双击 scene 要打开该场景的节点.
         

2、添加对象  

几何文件:  

1.Outline窗口,单击Importpolygonfiles
2.在文件对话框中,选择要导入的几何图形文件(gear_bubble_gen.stl, gear_box_bubble_gen.stl).
3.单击FitView.
4.Outline窗口,选择Input>gear_box_bubble_gen.stl.
5.Properties 窗口,设置 Appearance > Alpha 为 0.3 使外壳透明,从而使内部流动可见。

液体填充:  

1.Outline窗口,单击Createfill.
2.Outline窗口,选择Input>fill.
3.Properties窗口,找到Transform中的部分,并输入以下值:
Location:(-60,0,-20)
Direction of Particle Creation :zLower

模拟域:  

1.Outline窗口,单击Adjustdomain.
2.Adjustdomain对话框中,单击OK
         

3、创建物理属性  

1.Outline窗口,单击Managephysicalproperties.
2.Physicalpropertymanager窗口中,单击加号按钮+以添加一个新的物理属性。
3.选择类型Fluid从弹出菜单中,并编辑以下参数:
Density [kg/m3]:800
Kinematicviscosity[m2/s]:1e-5
Surfacetensioncoefficient[N/m]: 0.025
4.添加另一种类型Polygon.使用默认参数。
5.添加另一种类型Powder并编辑以下参数:
Density [kg/m3]:1.2
6.选择Interactions.
7.MPS>ContactAngle部分,设置参数如下:
Contactangle[deg]:60
8.DEM > Contact > Coefficient of Restitution 节中,将所有单元格的值设置为1。

Powder-Polygon:1  

Powder-Powder:1
9.DEM > Contact > Spring Constant 节中,将所有单元格的值设置为1。

Powder-Polygon:1  

Powder-Powder:1
10.单击 OK 按钮关闭 Physical property manager .
11.Outline 窗口,选择每个节点。在 Properties 窗口,定位 Physical Property 在中分配类型Type 列举如下
gear_bubble_gen.stl:Polygon
gear_box_bubble_gen.stl:Polygon
fill:Fluid
         

4、为气泡设置生成  

1.Outline窗口,选择Input>gear_bubble_gen.stl.
2.Properties窗口,找到Details的部分,并输入以下参数:
BubbleGeneration:勾选
         

5、创建动画  

1.Outline窗口,选择Input>gear_bubble_gen.stl.
2.KeyFrames窗口,设置KeyRotation.
3.设置Rotation为Axisrotation(vector).
4.设置Type为RotationalSpeed(rpm).
5.设置Axis(vector)为(0,1, 0).
6.点击+要添加一个速度,请在0[s].
7.Player窗口,移动到5  (0.5[s]).
8.点击+要添加一个速度,请在0.5[s].
9.检查添加行的时间为0.5,然后输入-400[rpm]作为值。
10.预览motion,单击Playforward按钮在Player窗口。
         

6、设置模拟参数  

1.在工具栏中,单击Settings按钮.
2.Basics部分中输入以下参数,然后单击Next:
Unit>Length:mm
Preprocess>ParticleSize[mm]:3
3.MPS部分中输入以下参数,然后单击Next:

Pressure>Type:Explicit  

Pressure>SpeedofSound[m/s]:10

Viscosity>Type: Explicit  

SurfaceTension>Type:Potential
4.DEM部分中输入以下参数,然后单击Next:

Powder(Common)>Substeps:20  

5.Aeration部分中输入以下参数,然后单击Next:

Aeration>Type:Aeration  

Aeration>BubbleGeneration:check

Aeration>TargetPhysicalProperty:Powder  

Aeration>ReferenceBubbleSize[mm]:2
Aeration>GenerationbySolid:check
Aeration>MinimumBubbleSize[mm]:1
6.Simulation部分中输入以下参数并单击Close.
Time>FinishTime[s]:1
Time>Initialdt[s]:0.0001
Output>FileOutputIntervalTime[s]:0.01
         

7、运行模拟  

1.单击 Execution 部分在 Run 对话框.
2.Run 对话框,找到 Execution 部分和选择 Preprocess & Simulation Runmode.
3.CPUcores:字段中,键入要用于计算的CPU核数。
4.Precision:字段中,选择求解器的精度。
5.单击Execute输入按钮,以开始计算。
6.Outline窗口,检查Result>aeration将创建节点(粒子)。
7.当计算完成后,在主窗口的中心会弹出一个通知.
         

8、可视化结果  

使液体颗粒透明,以检查气泡的产生。
1.Outline窗口,选择Result>fill节点(粒子)或单击场景中的粒子组。
2.Properties窗口,设置Appearance>Alpha为0.1.
3.Outline窗口,选择Result>aeration节点(粒子)或单击场景中的粒子组。
4.Properties窗口,找到Appearance部分,然后单击Diffuse
5.在中选择任意颜色Diffuse窗口,然后单击OK.
6.Player窗口,单击Playforward按下这个按钮来播放动画。下图分别是0.5s和1.0s时刻的仿真结果。

         





来源:CFD饭圈
ACTSTEPS碰撞UMParticleWorks
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-08
最近编辑:1月前
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