FLUENT曲型管道内固体颗粒模拟

本教程演示了使用DPM模型模拟管道内固体颗粒随气流运动。几何模型为二维模型。

 1     启动FLUENT并导入模型 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Fluid Dynamics→FLUENT 19.2命令，启动FLUENT 19.2。

（2）在FLUENT Launcher界面中的Dimension中选择2D，在Display Options中勾选Display Mesh After Reading，Embed Graphics Windows和Workbench Color Scheme，单击OK按钮进入FLUENT主界面。

（3）在FLUENT主界面中，单击主菜单中File→Read→Mesh按钮，弹出Select File（导入Case）对话框，选择文件名为Riser的网格文件，单击OK按钮。

（4）导入网格后，在图形显示区将显示几何模型。

 2     定义模型 

（1）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Transient。勾选Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。

（2）在模型设定面板Models中双击Multiphase按钮，弹出Multiphase Model（多相流模型）对话框，选择Eulerian，在Eulerian Parameters中选择Dense Discrete Phase Model，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（3）在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，在DPM Interation Interval处输入10。

（4）在Discrete Phase Model对话框中，单击Injections按钮，弹出Injections对话框，单击Create按钮弹出Set Injection Properties对话框。

Injection Type选择group，Numbers of Streams填入20，Diameter Distribution选择rosin-rammler，X-Position的First Point和Last Point均填入0.249，Y-Position的First Point和Last Point均填入0.05，X-Velocity的First Point和Last Point均填入-1，Stop Time填入100，Total Flow Rate填入0.8，Min. Diameter填入0.0001，Max. Diameter填入0.00012，Mean. Diameter填入0.00011，Spread Parameter填入5。

在Physical Models选项卡中，Drag Law选择Syamlal-Obrien，单击OK按钮确认并关闭对话框。

在Discrete Phase Model对话框中，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（5）在模型设定面板Models中双击Multiphase下的Phases按钮，弹出Phase（多相流设置）对话框，Phase-1保持默认。

在Phase-2对话框中，勾选Granular，Granular Viscosity选择gidaspow，Granular Bulk Viscosity选择lun-et-al，单击OK按钮确认并关闭对话框。

 3     设置材料 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。选择anthracite，在Density处填入2600，单击Change/Create按钮并关闭Fluent Database Materials对话框。

 4     设置边界条件 

（1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

（2）在边界条件面板中，选择inlet，Phase选择phase-1，单击Edit按钮弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入2.1，单击OK按钮确认退出。

 5     求解控制 

（1）单击主菜单中Solving→Controls→Controls按钮，弹出Solution Controls（松弛因子控制）面板。在Under-Relaxation Factor中Momentum中填入0.3。

 6     初始条件 

（1）单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Standard Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 7     计算求解 

（1）单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Time Step Zize中输入0.001，Number of Iterations中输入3000，勾选Data Sampling forTime Statistics，单击Calculate开始计算。

 8     结果后处理 

（1）单击主菜单中Postprocessing→Graphics→Particle Tracks→Edit按钮，弹出Particle Tracks对话框。Color by选择Particle Diameter，单击Display按钮显示云图。