旋风分离器的建模及fluent模拟

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Gambit建模部分

本次模拟为一旋风分离器，具体设置尺寸见建模过程，用空气作为材料模拟流场。为方便图形截取，开始先设置界面为白色窗体，依次点击“Edit”，“Defaults”，“GRAPHICS”，选择“WINDOWS_BACKGROUND_COLOR”设置为“White”，点击Modify。关闭对话框。

一．利用Gambit建立几何模型

1. 双击打开Gambit2.4.6， 2. 先创建椭圆柱

依次点击“Operation”下的“Geometry”创建体“Volume”，点击“Create Real Frustum”，输入数据基于Z轴正方向创建“height 475；radius1 36.25；radius3 95”，点击Apply，生产椭圆柱体。如图1-1，图1-2。

图1-1椭圆柱设置对话框

图1-2椭圆柱生成图

3. 创建圆柱体

再次利用创建椭圆柱按钮，输入数据基于Z轴正方向创建“height 285；radius1 95；radius3 95”，点击Apply。

移动刚刚创建的圆柱体，依次点击“Geometry”，“Volume”，点击“Move/copy”，选择刚刚创建的圆柱体，点击“Move——>Translate”，输入移动的数据“X=0，Y=0，Z=475”，并选择Connected Geometry，点击Apply。如图1-3，1-4所示。

图1-3圆柱体移动设置对话框

图1-4圆柱体生成图

图1-5生成小圆柱体

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同样的方法创建小圆柱体，输入数据基于Z轴正方向创建“height 150；radius1 32；radius3 32”，点击Apply。

同样的方式移动小圆柱体，点击“Move——>Translate”，输入移动的数据“X=0，Y=0，Z=665”，不选择Connected Geometry，点击Apply。如图1-5，图1-6，图1-7所示。

图1-6小圆柱体移动命令对话框

图1-7小圆柱体移动生成图 图1-8实体图

显示实体图，如图1-8。

4. 将小圆柱体进行分割，分成上下两个圆柱面，点击“Split Volume”，选择被分割的圆柱体Volume2，选择下部组合体为分割体，点击“Bidirectional和connected”，点击Apply。删除Volume3。如图1-9，图1-10所示。

图1-9实体分割命令对话框

图1-10生成实体图

5. 创建旋风分离器进风口，点击依次点击“Geometry”，“Volume”，“create real brick”，基于中心，输入数据“width 140 ，depth 38，height 95”，点击Apply。如图1-11，图1-12所示。

移动矩形风口，依次点击“Geometry”，“Volume”，“Move/copy Volumes”，选择“Move——>Translate”，输入“X=70，Y=-76，Z=712.5”，点击Apply。如图1-13所示。

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将矩形与旋风分离器体使用布尔运算合为一体，依次点击“Geometry”，“Volume”，“Unite Real Volume”。

图1-11创建长方体命令对话框

图1-12生成长方体图 图1-13移动长方体图

6. 创建分割圆柱体，基于Z轴正方向，输入圆柱体尺寸 “height 1000，radius1 95，radius3 95”，点击Apply。如图1-14所示。

分割旋风分离器主体，点击“Geometry”，“Volume”，“Split Volume”，选择被分割体旋风分离器主体，选择分割体刚刚创建的大圆柱体，选择连接“connected”，点击Apply。

则旋风分离器上部进风口与本体分成相连的两部分。

图1-14创建分割体图

图1-15创建分割面图 图1-16分割命令对话框

7. 创建矩形分割面。直接点击“Geometry”，“face”，“create Real Rectangular Face”，基于Z轴正方向，输入矩形面尺寸“Width 400，Height 400”，点击Apply。

移动刚刚生成的面，点击“Geometry”，“face”，“Move/Copy Face”，选择“Move——>Translate”，输入“X=0，Y=0，Z=665”，点击Apply。如图1-15所示。

利用刚刚生成的分割面分割旋风分离器柱体上半部分。点击“Geometry”，“Volume”，“Split Volume”，选择被分割体，选择刚刚建立的分割面，点击Apply。如图1-16。至此生成了几何模型。如图1-17所示

。 图1-17实体模型

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二．划分实体网格

1.划分进风口位置网格。

依次单击Operation下的“Mesh”，“Volume”，“Mesh Volume”，选择Volume 1，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选择源面“Face 18，Face 19”，选择Spacing 网格个数“Interval count 20”。生成如图2-1所示。

2. 划分出上部出风口柱体网格。

在上面操作基础上，选择Volume 1，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选择源面“Face 7，Face 9”，选择Spacing 网格个数“Interval count 30”。生成如图2-1，图2-2所示。

图2-1划分网格对话框

图2-2生成实体网格

3.划分旋风分离器上部柱体网格。

在以上操作基础上，选择Volume 7，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选择源面“Face 23，Face 25”，选择Spacing 网格个数“Interval count 40”。生成如图2-3，图2-4所示。

图2-3划分网格对话框 图2-4生成实体网格图

4.划分旋风分离器下部圆柱柱体及圆台网格。

在以上操作基础上，选择Volume 5，选择元素“Hex/Wedge”，类型“Cooper”，选择源面“Face 1，Face 25，Face11”，选择Spacing 网格个数“Interval count 40”。生成如图2-5，图2-6所示。

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图2-5划分网格对话框 图2-6生成实体网格图

5.网格检查，依次点击“Examine mesh”，“Range”，“3DElement”，滑动水平滚动条检查网格质量。

三．定义边界

1.定义速度入口边界。

依次单击“Zone Command Button”，“Specify Boundary Types”，选择“Add”，输入Name“velocity_inlet.1”，选择速度入口，选择进口面，点击Apply，成功定义速度入口面。如图3-1所示。

2.定义出口边界。

同样的方法，依次单击“Zone Command Button”，“Specify Boundary Types”，选择“Add”，输入Name“outflow.2”，选择OUTFLOW，选择出面，点击Apply，成功定义出口面。如图3-2所示。

3.定义交界面。

同样的方法，定义位于旋风分离器内部小圆柱面的下圆面为INTERFACE面。如图3-3所示。

保存文件，点击“File”，“Save”。输出网格，点击“File”，“Export”，“mesh”，不选择“Export 2-D(X-Y)”，输入文件名“cyclone”，点击“Accept”，则在默认保存位置生成一个cyclone.msh文件。至此完成Gambit建模。

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图8-4 Z=645截面矢量图

图8-5 Z=360截面矢量图

3．查看压力图。依次点击“Display”，“Contours”，选择“Contours Of”“Pressure下的“Static Pressure”，选择X=0，Z=360，Z=645面，点击Display，可以查看不同分割面的静压图或者单选某一截面查看。如图8-7，图8-8，图8-9,8-10,8-11所示。

图8-7 显示压力图对话框

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图8-8 不同截面静压图

图8-9 x=0截面静压图

图8-10 Z=360截面静压图

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图8-11 Z=645截面静压图

4．查看流速分布图。依次点击“Display”，“Contours”，选择“Contours Of”“Velocity”下的“velocity Magnitude”，选择X=0，Z=360，Z=645面，点击Display。如图8-12所示。

图8-12 不同截面速度分布图

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2jsp.html