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Star CCM+案例:多孔介质_02

7月前浏览10521

-图文教程-

-多孔介质-

--Star CCM+--

本文摘要(由ai生成):

这篇文档主要介绍了如何使用 Star CCM+软件中的正交各向异性介质来模拟多孔介质中的流动。文档首先提供了一些关键词和往期回顾链接,然后详细介绍了问题描述、流程解析、结果对比和讨论等方面的内容。在问题描述部分,文档提供了模型介绍和多孔介质的惯性阻力、粘性阻力的公式。在流程解析部分,文档介绍了模型加载、初始条件设置、设置正交各向异性介质、设置停止条件、初始化模拟和运行、可视化结果等步骤。在结果对比部分,文档通过对比各向同性介质和正交各向异性介质的速度矢量图,展示了两者的区别。文档最后提供了一些参考资料和来源链接。


01


         

前言


         

         


❖ 关键词

# 多孔介质

# 正交各向异性

# 压降

# 惯性阻力

# 粘性阻力

# Star CCM+

上一篇章对Star CCM+中各向同性多孔介质的使用进行了简要讲解,在此基础上,本篇章就正交各向异性介质的使用进行简单介绍,依旧是采用之前的网格文件_

❂_注意:

✦ 本案例及模型来源于Star CCM+官方教材,已置于篇尾分享链接中,有需要的小伙伴自取_

▓ 往期回顾

 Star CCM+系列教程_01




           

           

           

     

02


           

问题描述


           

           


▓ 模型介绍            

模型文件已置于篇尾分享链接_            
           
本案例为流体通过催化剂(多孔介质区域)的流动,图中紫色高亮的圆柱区域即为催化剂材料区域,直径为0.1m,厚度为0.03m;                          
本案例中的多孔介质,其内流体只能沿Y方向(即多孔区域圆柱体的厚度方向)流动,可通过对Y方向的垂直方向(即X方向和Z方向)的惯性阻力和粘性阻力分配较大值来实现,即本案例所介绍的正交各向异性介质的使用;                          
多孔介质的惯性阻力Pi和粘性阻力Pv如下:                          


             

             

             


03


           

流程解析


           

           


❆ 模型加载

通过文件-载入-选择上一篇章计算完成后的*.sim格式文件并载入,另存为一个新的*.sim格式文件;                          

❆ 设定初始条件              

通过左侧结构树-连续体-选择对应的连续体并展开,并将初始条件下的速度节点设置为[0,-3.0,0]m/s;                          

❆ 设置正交各向异性介质

该案例可通过沿主轴的正交各向异性张量的形式指定多孔阻力系数,无需更改张量的默认局部方向,按照默认笛卡尔轴的方向指定多孔阻力分量即可;                          
           

通过左侧结构树-区域-选择Porous_并将多孔惯性阻力与粘性阻力的方法设置为正交各向异性张量;                          
参照下表设置各个方向的惯性阻力与粘性阻力_                          

❆ 设置停止条件              

通过左侧结构树-停止条件-选择先前创建的多孔区域压降监视器条件-在其属性栏-取消已启用的勾选,即禁用该条件;                          
选择Maximum Steps(最大步数)节点,并将其属性栏最大步数设置为300,即计算300步后自动停止计算;                          

❆ 初始化模拟&运行              

尽管两个案例比较相似,仍然不建议直接在上一篇章(各向同性多孔介质)的基础上继续计算;                          
而是先通过顶部菜单栏-求解-清除求解后,并进行初始化求解;                          
通过顶部工具栏-运行(Ctrl+R)_开始模拟;                          
在运行期间,可通过单击工具栏的停止按钮停止过程,之后可再通过运行(Ctrl+R)按钮继续进行;                          
如果工具栏不显示相应的工具,可通过顶部菜单栏-求解-初始化求解(I)/运行(R)/停止(P)等实现;                          

❆ 可视化结果              

计算结束后可检查速度矢量图,出口速度分布,进行压降结果验证等;            
如上图新建了一个标量场景用以显示出口位置的速度分布;                          

❆ 结果对比              

以上矢量图对比可以明显看出,各向同性介质内的流动方向各异,但正交各向异性介质内流体只沿Y方向(即多孔区域圆柱体的厚度方向)流动,这是因为本案例中X方向和Z方向的惯性阻力及粘性阻力被分配了较大值,所以流体只能沿Y方向(即多孔区域圆柱体的厚度方向)流动;            
           

             

             

             


04


           

讨论


           

           


本篇章在各向同性介质的基础上,就正交各向异性介质的使用进行简单介绍_

❖ 可能会存在描述错误或理解不足等问题,欢迎指正交流_


❖ 码字不易,求赞求关注_



链接:

https://pan.baidu.com/s/1hc92DwfWI6ryn8Rkr5s76A

提取码:usor



来源:霍同学CAE

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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:2024-04-17
最近编辑:7月前
霍同学
硕士 | 结构工程师 -仿真的魅力-
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