利用Fluent中的DPM模型模拟雾化颗粒喷射至壁面上形成液膜的过程

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了使用Fluent中的DPM模型模拟雾化颗粒喷射至壁面上形成液膜的过程。首先，介绍了计算模型、网格尺寸和重力加速度。接着，详细介绍了Fluent设置，包括General设置、Models设置、Injection设置、边界条件设置、初始化和Run Calculation。最后，展示了计算结果，包括喷雾动画和0.06s时刻底面上液膜厚度分布。

本案例利用Fluent中的DPM模型模拟雾化颗粒喷射至壁面上形成液膜的过程。

1 问题描述

计算模型为一个0.2x0.2x0.1m的正方体区域，内部设置一个倾斜30°的锥形雾化喷嘴。

网格尺寸为5 mm，生成如下图所示计算网格。

注：由于涉及到DPM计算，需确保计算网格尺寸大于颗粒尺寸。

2 Fluent设置

2.1 General设置

• 进入General面板，激活选项Transient，设置重力加速度为Y方向-9.81

2.2 Models设置

• 激活Realizable k-epsilon湍流模型

• 鼠标双击模型树节点Models → Discrete Phase Model，弹出设置对话框，如下图所示，激活选项Interaction with Continuous Phase及Update DPM Sources Every Flow Iteration，其他参数保持默认设置

• 进入Physical Models标签页，激活选项Stochastic Collision、Coalescence及Breakup，其他参数保持默认设置，点击OK按钮关闭对话框

2.3 Injection设置

• 鼠标双击模型树节点Models → Discrete → Injection弹出入射器设置对话框，点击按钮Create创建入射器

• 如下图所示，设置Injection Type为cone，设置Number of Streams为50

• 设置Material为water-liquid

• 设置Cone Type为solid-cone

• 其他参数如图所示设置

• 设置完毕后入射器与底部壁面间相互位置如下图所示

2.4 边界条件设置

• 鼠标双击模型树节点Boundary Conditions → bottom，弹出设置对话框，进入DPM标签页，设置Boundary Cond. Type为wall-film，如下图所示

2.5 initialization

• 鼠标右键选择模型树节点Initialization，点击弹出菜单项Initialize进行初始化

2.6 Run Calculation

• 鼠标双击模型树节点Run Calculation，右侧面板设置Time Step Size为0.002 s，设置Number of Time Steps为500

• 设置Max Iterations/Time Step为50

• 点击按钮Calculate开始计算

3 计算结果

计算时间较长，这里只计算了0.06 s。

• 喷雾动画

• 0.06s时刻底面上液膜厚度分布

模型文件下载链接：见附件