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FloEFD案例|01溃坝流动模拟(VOF)

6月前浏览14210

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了使用FloEFD模拟溃坝流动现象的案例,通过模型准备、网格划分、求解设置和后处理四个步骤,演示了自由面问题仿真的一般过程。本案例主要研究考虑重力作用下,两个竖直隔离墙之间水的流体静力学平衡问题。FloEFD相对Fluent、STAR-CCM+而言,对于多相流问题的模拟具有很多局限性,但是可以通过自由面来仿真两个不相溶流体。如果两种流体彼此之间完全无法溶解,则为不互溶流体。自由面就是不互溶流体之间的一个分界面。如在一种液体和一种气体之间存在这样的分界面。


本案例演示采用FloEFD模拟溃坝流动现象,通过此案例的操作,熟悉自由面问题仿真的一般过程。


本案例包含内容:


1. 模型准备

2. 网格划分

3. 求解设置

4. 后处理



一、问题描述



如下图所示,当阻挡水体的右墙被移走,水将自由涌入容器中。观察水在容器中的变化情况。几何模型为SolidWorks格式。



二、 仿真目的


研究考虑重力作用下,两个竖直隔离墙之间水的流体静力学平衡问题。


三、CFD过程演示





1 模型准备




1.1 模型简化

通常对于复杂模型,为减少网格数量,需要去掉无用的螺钉、孔、倒角等对仿真结果影响很小的不必要特征。此项目中模型较为简单,因此无需简化。 

1.2 检查模型

步骤1:在菜单栏单击【检查模型】进行检查。



步骤2:勾选分析【外部】,单击【检查】,显示状态成功,模型正常。




1.3 新建向导
步骤1:单击【向导】按钮,创建新向导







步骤2:参照下表设置向导项目



向导项目
设置选项
项目名称
溃坝流动
单位系统
选择SI,温度设置为℃
分析类型
物理特征
外部
选择【瞬态分析】;【分析总时间】设为1.5s;
勾选【重力】,【Y方向分量】设为-9.81
默认流体/固体
在【气体】列表双击【空气】
在【液体】列表双击【水】
在【默认流体不混溶混合物】中勾选以上二种流体
壁面条件
默认条件
初始条件
勾选【压力势】
在【湍流参数】节点,【湍流强度】设为2%
在【浓度】节点,【初始液体】选择空气



1.4 设置计算域




步骤1:右击【计算域】节点,选择【编辑定义…】







步骤2:按下图所示,设置2D计算域及大小







2 网格划分




2.1 设置网格参数




步骤1:在【网格】节点,右击【全局网格】,选择【编辑定义…】








步骤2:按下图所示,设置网格参数,其它保持默认







2.2 生成网格




步骤1:右击【网格】节点,选择【创建网格…】







步骤2:运行窗口选择【运行】,即开始生成网格,







2.3 查看网格




网格生成完成后,在【结果】节点下的【网格】节点进入网格查看设置界面。这里不赘述。







3 求解设置




3.1 边界条件设置




步骤1:在【边界条件】节点,右击选择【插入边界条件…】




步骤2:选择计算域顶部面,在【类型】中单击【压力开口】并选择【环境压力】,此项目中其值保持默认。







3.2 初始条件设置




步骤1:在菜单栏【流动分析】下拉栏【插入】下拉栏选择【初始条件…】







步骤2:在初始条件设置栏按下图标记设置




 
3.3 目标设置




步骤1:右击【目标】节点,选择【插入点目标】




步骤2:按下图所示,可设置一个或者多个点流体密度目标监测值







3.4 求解控制设置




步骤1:在菜单栏【流动分析】下拉栏选择【计算控制选项…】





步骤2:在计算控制选项面板【求解】选项卡,【时间步长】设置为【手动】数值大小为0.005s




步骤3:在计算控制选项面板【保存】选项卡,按下图所示保存瞬态结果







3.5 运行项目




步骤1:在工具栏点击下图【运行】图标







步骤2:在运行窗口选择【新建计算】,单击【运行】,开始计算至满足收敛标准。




4 后处理


4.1 加载结果




计算结果将自动加载。如果没有,请在工具栏单击【加载/卸载】按钮。







4.2 查看云图结果




步骤1:在【结果】节点,右击【切面图】选择【插入】进入切面图设置面板







步骤2:参照下图显示水的体积分量切面图







4.3 查看动画结果




步骤1:右击【结果】节点,选择【瞬态浏览器】在图形窗口显示动画播放工具栏







步骤2:单击下图播放按钮即可播放动画




4.4 输出动画结果




步骤1:右击【结果】节点,选择【瞬态浏览器】在图形窗口显示动画播放工具栏

步骤2:参照下图,选择保存按钮







步骤3:参照下图选择保存位置和动画格式







步骤4:参照下图选择录制按钮开始录制







动画效果

四、总结



FloEFD相对Fluent、STAR-CCM+而言,对于多相流问题的模拟具有很多局限性,但是可以通过自由面来仿真两个不相溶流体。如果两种流体彼此之间完全无法溶解,则为不互溶流体。自由面就是不互溶流体之间的一个分界面。如在一种液体和一种气体之间存在这样的分界面。


附件

100积分20191201134305-Case01.zip
FloEFD流体基础多相流几何处理网格处理后处理分析船舶水工
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:2019-12-01
最近编辑:6月前
Tsinglin
硕士 | 工程师 专注热&流体仿真及实验
获赞 68粉丝 405文章 41课程 4
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未登录
4条评论
阿赵
签名征集中
4月前
666
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刚刚好
签名征集中
2年前
非常不错的
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熊
不撞南墙心不死
2年前
请问一下,可以弄两种液体混合吗?刚开始全是空气,然后两个通道通入两种不同的液体混合
回复
HuangYL
签名征集中
4年前
您好! 我想请教一下,使用的Floefd是什么版本的呢? 为什么我的efd 找不到【默认流体不混溶混合物】 这个选项? 非常感谢!!
回复 2条回复
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