MFIX｜01 二维流化床

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了利用开源多相流求解器MFIX计算2D流化床的案例。通过MFIX GUI进行模型设置、几何设置、网格设置、区域创建、固体创建、初始条件与边界条件设置等步骤，实现流化床的计算。计算结果展示了颗粒体积分数随时间分布的情况。相比其他通用CFD软件，MFIX在特定场景下具有更高的效率和准确性，尽管其GUI相对简陋，但相较于之前的文本输入方式，使用体验更为友好。

MFIX是一款开源的多相流求解器，本案例演示利用MFix求解计算2D流化床。

注：本案例源自MFIX的随机文档。

MFIX很早以前耍过一阵子，后来不知道怎么回事儿账号给搞忘记了，注册还麻烦得要死，就很久没再碰过了。MFIX的源代码用的是Fortran，对于不熟悉Fortran的人来讲，开发难度不小。

1 问题描述

几何及物理条件如表所示。

2 MFIX GUI操作

2.1 创建新工程

• 打开MFIX GUI，如下图所示双击blank图标，弹出的对话框中填入新建工程信息，点击OK按钮创建工程

注：这里集成了很多常用的多相流应用场景，如旋风分离器、流化床、传送带什么的，可以很方便的实现参数修改。真心觉得Fluent之类的软件也可以弄些常用应用场景的模板出来。

2.2 设置模型参数

• 设置求解器为Two-fluid model(MFIX-TFM)，如下图所示

2.3 设置几何

• 如下图所示，指定计算区域尺寸，选中选项2 Dimensional

2.4 设置网格

• 指定计算网格X方向60，Y方向180，如下图所示

2.5 创建区域

• 如下图所示创建区域，命名为bed

• 创建区域inlet

• 创建区域outlet

2.6 创建固体

• 点击Solids，如下图所示创建固体材料glass beads，指定其粒径与密度

2.7 创建初始条件

• 如下图所示，指定区域初始化压力为101325 Pa

• 如下图所示新建初始条件，并激活区域bed

• 指定该区域volume fraction为0.4

2.8 创建边界条件

• 如下图所示新建边界条件，选择inlet

• 指定边界速度为0.25 m/s

• 相同方式指定边界outlet

• 指定出口压力为101325 Pa

2.9 数值参数

• 如下图所示设置数值参数

2.10 设置输出参数

• 设置output，激活选项Write VTK output files(VTU/VTP)

• 如下图所示选择区域Background IC

• 选择要输出的变量及输出频率，如下图所示

2.11 设置求解参数

• 如下图所示指定求解参数

2.12 求解计算

• 点击按钮Run开始计算

• 可以选择3d view查看流场信息

3 计算结果

• 颗粒体积分数随时间分布如下图所示

注：这个案例用Fluent之类的通用CFD软件也能做，但是没有一款通用软件能做得如此干净利落。公 众号之前发过一篇用Fluent做2D流化床的案例，跟这个差不多，计算收敛性不好控制。MFIX GUI有点简陋，但相比比之前的文本输入方式真的是友好太多了。