FLUENT炒栗子模拟

本教程演示了颗粒混合运动问题的设置和求解。

 1     启动Workbench并建立分析项目 

（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Workbench命令，启动Workbench 2020，进入ANSYS Workbench 2020界面。

（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

 2     导入几何体 

（1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

 3     划分网格 

（1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

（2）分别右键选择边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，输入名称top，wall和blade，单击OK按钮确认。

（3）创建两个计算域in和out，单击OK按钮确认。

（4）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Sizing。、geometry选择两个计算域的交界面，Element size填入15mm。

（5）网格参数设置，在Element Size中输入50mm，在Quality中，Smoothing选择High。

（6）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

（7）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

（8）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

（9）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

 4     定义模型 

（1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

（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。

 5     设置DPM 

（1）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，勾选Interaction with Continuous Phase，DPM Interation Interval处输入10。

激活DEM Collision模型。

（2）右键单击命令结构树中Reslult→Surface按钮，新建plane-down和plane-up两个平面，Method选择Three points，勾选Bounded和Sample Points。

（3）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输入injection-big，Injection Type选择surface，Release From Surfaces选择plane-down和plane-up，Diameter填入0.05，Stop Time填入1e-5，Total Flow Rate填入500000，单击OK按钮确认并关闭对话框。

（4）同步骤（3），Injection Type输入injection-s mall，Injection Type选择surface，Release From Surfaces选择plane-down和plane-up，Diameter填入0.03，Start Time填入1，Stop Time填入1.00001，Total Flow Rate填入500000，单击OK按钮确认并关闭对话框。

 6     边界条件 

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

（2）双击in，勾选Mesh Motion，Rotation Axis Direction输入（0,1,0），Rotational velocity输入10rpm，单击OK按钮确认退出。

注：这步可在先计算2s时间后（释放完颗粒后），再进行设置进行搅拌计算。

 7     初始条件 
（1）单击主菜单中Solve→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。

 8     求解设置 
（1）单击主菜单中Solution→Controls按钮，弹出Solution Controls（求解控制）面板。单击Equations按钮，取消选择Flow。

 9     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 Size填入0.005，Number of Iterations中输入2000，单击Calculate开始计算。

 10     结果后处理 

（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示颗粒运动动画。