三维多相搅拌机械Fluent仿真实例

做了好几个月的搅拌机械,过程中走了一些弯路,知道初学者的艰辛,今天抽时间把简单的实例简单总结一下,提供给有用的人.

1 建模

a.搅拌桨的生成- f$ Z3 ?* A4 v+ Q$ q9 w) l2 { b.搅拌釜的生成! r* b$ p5 v1 y, u: W9 B8 B c.网格划分1 f# [* L% c\

1)这里对静止区域和2个转动区域进行网格划分 P\ 2）网格质量的检查; E7 G2 {$ c+ b g, { d.边界条件的设置 1）设置实体区域，这里要设置3个实体区域：静止区域（zone sta），转动区域上1（zone 1 ），转动区域下2（zone 2）；

2）设置边界条件：这里要设置之前编号号的12个面为interfac，搅拌轴其他的区域(axis)为wall,自由液面（water face）为symmetry,通气管入口（gasinlet）为速度进口（在gamit中没有velocity inlet类型。在fluent可以改），他们的设置同前面；2 a# t+ `3 t S) r 3）点击标题栏的solver-----fluent 5/6即选择运算器为fluent;) W& T% E* A: [. R e.保存与输出5 J$ u K5 e/ B/ J

1）点击标题栏的file-----export—mesh，输入文件名名确定即可，mesh文件的保存路径极为开始时指定的工作目录；

2）点击标题栏的file-----save,然后点击标题栏的file-----exit即退出gambit

2.fluent操作

A .网格操作' I# _0 T4 d% a0 U# J F, |

1) 启动fluent后选择3位求解器即可,依次点击file----read---case,找到刚才gmbit工作目录下的mesh文件；网格读入完成；可以选择display—grid，选择相应得区域，按display即可； K, r- X$ W5 m# C6 m4 `3 ^

2）依次点击grid—check，检查最小网格体积是否小于0；

3）依次点击grid---scale，fluent默认的长度单位为m,改为gambit默认的单位mm,依次点change length units,scale,close ;

4）依次点击frid---swmooth/swap grid,分别点击smooth,swap循环,直至swap信息中出现number faces swaps: 0为止,此时关闭对话框即可;这步操作是对网格光顺以及对等角倾斜度(skewness) 高的地方交换网格以便于后面的运算;+ x! |0 n. R4 ], u B .模型设置

1) 点击define—model---solver,因为后面所用的MRF为稳态处理法,因此选取默认的3维稳态求解器即可;\

2) 点击define—model---multiphas,选择 Mixture多相流模型,相数为2,其余默认即可 3) 点击define—model---vicious model选择标准k-e模型即可9 V, D1 F) ~( t

4) 点击define—materials,选择液态水(H2O) ,fluent默认的工作介质为空气;5 k' A7 j$ E1 p: |. K. E

5) 点define—phase,确定phase1为主相,设置空气(air) 为第二相,设置气泡直径为0.003mm;点mass选项卡,设置传输数目为1,从phase2 to phase 1,mechanism设为7.5e-5;这里的数据,别的保持默认,确定即可;! q$ G$ C8 v% s f/ t5 ?

6) 点define---operatin conditions 设置大气压强及重力;

7)点define---grid interface,选择转动动区域与静止区域相交面(即在gambit里定义的interface边界) ,设置6组即可;这个设置是为了使两个区域的数据能进行数据交换;1 r7 J5 m3 o! o, D$ Q) C C.边界条件设置

点define—boundary types

1)对zone sta，phase选mixture,点set，默认设置，点ok即可;

2)对zone 2(下面转动区域)，phase选mixture，点set,在运动选项卡，运动类型选MRF,设置转速为4rad/s,其余默认；这里即设置了转动区域与静止区域的处理运用MRF的方法；同理对zone 1 做同样的设置

3)对wall:（上层搅拌桨）, phase选mixture,点set,点运动选项卡，设为运动的墙，运动类型为转动，设置它与zone 1相对静止（相对速度为0），别的默认；对wall（下层搅拌桨）也运用相同的处理方法；3 @5 _0 A- q' P

4)点 axis, phase选mixture，点set，设为运动的墙，绝对转动速度为4rad/s,由于axis的相对区域为zone sta 是静止的，因此用绝对速度设置较好；( h/ I4 q$ ]& x: Z& \\3 l7 t; f

5）点gaslet，phase选mixture，将gaslet的边界条件类型改为velocity inlet, 定即可；phase选phase 1,set,

将速度方式改为组分（components）,各项绝对速度为0；phase选phase 2,set, ，将速度方式改为组分（components），Z向绝对速度为0.01m/s,体积分数为1；这表示出口处置有气体，且气体沿Z轴正向以0.01m/s的绝对速度喷出；4 F; H/ @) j& D# ] 6）其余的边界条件默认即可； q( R2 d) \\9 s# d/ p. z) T2 l3 R, e( @

D.运算& [$ _; E7 R5 Z5 K& C

1）点solve—controls---solutions，压力速度耦合采用SIMPLEC算法，其余不变； 2）点solve—innitialize--- initialize,,选择从所有区域开始计算（compute from all zones），依次点init,apply,close4 ~2 y7 g* `7 R2 l- U8 y( x; W 3）点solve—moniter—residual设置，

4）点solve—iretate,出现的对话框，设置迭代次数，进行迭代即可。! ? w5 U& ^. A( ] 5) 当计算收敛后，计算会自动停止

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