基于Fluent的三通管数值模拟及分析
FLUENT多孔介质数值模拟设置
FLUENT多孔介质数值模拟设置 多孔介质条件 多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。 多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压降特征的薄膜。多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域，并且在尽可能的情况下被使用（而不是完全的多孔介质模型），这是因为它具有更好的鲁棒性，并具有更好的收敛性。详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。 多孔介质模型的限制 如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。 流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT不会正确的描述通过介质的过渡时间。 多孔介质对于湍流的影响只是近似的。详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。 多孔介质的动量方程 多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。源项由两部分组成，一部分是粘性损失项 (Darcy)，另一个是内部损失项： 其中S_i是i向(x, y, or z)动量源项，D和C是规定的矩阵。在多孔介质单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度（或速度方阵）成比例。 对于简单的均匀多孔介质： 其中a是渗透性，C_2时内部阻力因子，简单的指定D和C分别为对角阵1/a 和C_2其它项为零。 FLUENT还允许模拟的源项为速度的幂率： 其中C_0和C_1为自定义经验系数。 注意：在幂律模型中，压降是各向同性的，C_0的单位为国际标准单位。 多孔介质的Darcy定律 通过多孔介质的层流流动中，压降和速度成比例，常数C_2可以考虑为零。忽略对流加速以及扩散，多孔介质模型简化为Darcy定律： 在多孔介质区域三个坐标方向的压降为：
基于Fluent的三通管数值模拟及分析
第40卷第2期 当 代 化 工 Vol.40，No. 2 2011年2月 Contemporary Chemical Industry February，2011 收稿日期： 2010-08-17 作者简介： 魏显达（1983-），男，硕士，黑龙江北安人，2007年毕业于大庆石油学院电子信息工程，研究方向：塔顶流出系统的腐蚀与防 基于 Fluent 的三通管数值模拟及分析 魏显达，王为民， 徐建普 （辽宁石油化工大学石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001） 摘 要：Fluent 软件作为流体力学中通用性较强的一种商业CFD 软件应用范围很广。通过利用Fluent 计算流体动力学（CFD）的软件，对石油工业系统中常见的三通管内部流体进行了模拟分析，得到了三通管内在流体流动时的速度、压力和温度场分布图，为石油管道中的流体输送提供了理论依据。 关 键 词：Fluent；三通管；模拟分析；分布图 中图分类号： TQ 018 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2011）02-0165-03 Numerical Simulation and Analysis of Fluid in Three-way Connection Pipe Based on Fluent Software WEI Xian-da ，WANG Wei-min ，XU Jian-pu (Institute of Petroleum and gas engineering , Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China ） Abstract : As a commercial CFD software with good universality, the Fluent software has been used extensively. In this paper, Simulation analysis on fluid in the three-way connection pipe of the oil industry was carried out by the software of fluid mechanics computation .Then distribution graphs of velocity , pressure and temperature of fluid in the three-way pipe were gained ，which can offer theoretical basis on fluid transportation in the petroleum pipeline. Key words : Fluent three-way ；Connection pipe ；Simulation analysis ；Distribution graphs Fluent 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包，在美国的市场占有率为60%，广泛应用于流体、热传热和各种化学反应等有关工业。软件包括前处理器（利用Gambit 进行物理建模、网格划分和划定边界层条件）、求解器（根据专业条件不同，采用不同的求解器，并规定物性、外部工作环境和进行数值迭代）和后处理器（把一些数据可视化，满足用户的特定要求）。 三通管在石油工业中应用广泛，采用传统的设计开发方法，存在经济成本高，研发周期长等缺陷，耗费大量的人力、物力 [1-2] 。应用CFD 软件，能够在 相对较短的设计周期内，较低的成本运行下，准确模拟流动具体过程，如速度场、压力场和温度场等的时变特性等。CFD 技术已经成为不可缺少的设计手段。 本文利用Fluent 的超强数值计算和分析能力对三通管道内原油流动时的速度、压强和温度场进行了数值模拟和分析，为石油管道中的流体输送提供了可靠的理论依据。 1 数学模型的建立和分析 输油管道管中，原油在三通管内的流动属于湍流，简化方程管道内的流体流动满足质量守恒、动量守恒、能量守恒、状态方程等。 连续性方程（连续性方程式质量守恒定律在流体力学中的表现形式）在直角坐标系下表示为（（1）方程） [3-5] ： 0)()()(=??+??+??+??z y x t z y x νννρρρρ （1） 式中：V x ，V y ，V z 是速度矢量ν在x 、y 和z 轴方向的分量，t 是时间，ρ是密度。 最常用的湍流求解模型是标准k -ε湍流模型。它需要求解湍动能k ((2)方程)和耗散率ε((3)方程)，具体如下所示： Y G G x x M b k i t i k t k ?+++??+??=ρεσμρ μ)[(d d （2） K K k t C G C G C x x b K i t i εμρεσμερεεε2 231)(])[(d d ?++??+??= （3）
应用FLUENT进行射流流场的数值模拟
应用FLUENT进行射流流场的数值模拟 谢峻石何枫 清华大学工程力学系 一．引言 射流是流体运动的一种重要类型，射流的研究涉及到许多领域，如热力学、航空航天学、气象学、环境学、燃烧学、航空声学等。在机械制造与加工的过程中，就经常利用压缩空气喷枪喷射出高速射流进行除尘、除水、冷却、雾化、剥离、引射等。在工业生产中，改善气枪喷嘴的设计，提高气枪的工作效率对于节约能源具有重大的意义。 FLUENT是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，它具有丰富的物理模型、先进的数值方法以及强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气、涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。本文的工作就是将FLUENT应用于喷嘴射流流场的数值模拟，使我们更加深刻地理解问题产生的机理、为实验研究提供指导，节省实验所需的人力、物力和时间，并对实验结果的整理和规律的得出起到很好的指导作用.。 二．控制方程与湍流模式 非定常可压缩的射流满足如下的N-S方程： （1） 上式中，是控制体，是控制体边界面，W是求解变量，F是无粘通量，G是粘性通量，H是源项。
采用二阶精度的有限体积法对控制方程进行空间离散，时间离散采用Gauss-Seidel隐式迭代。 FLUENT软件包中提供了S-A(Spalart-Allmaras)，K-（包括标准K-、RNG K-和Realizable K-），Reynolds Stress等多种湍流模式，本文在大量数值实验的基础上，亚音速射流选择RNG K-湍流模式，超音速射流选择S-A湍流模式。 三．算例分析 （一）二维轴对称亚声速自由射流 计算了一个出口直径为3mm的轴对称收缩喷嘴的亚声速射流流场，压比为1.45。外流场的计算域为20D×5D（见图1）。 图1 计算域及网格示意图 图2显示的是速度分布，图3、图4分别显示了轴线上的速度分布以及截面上的速度分布计算值与实验值的比较。从图中可以看出，亚声速自由射流轴线上的速度核心区的长度约为5～6D，计算值与实验值吻合的比较一致，证明RNG k-湍流模式适合于轴对称亚音速自由射流的数值模拟。
Fluent数值模拟步骤
Fluent数值模拟的主要步骤 使用Gambit划分网格的工作： 首先建立几何模型，再进行网格划分，最后定义边界条件。 Gambit中采用的单位是mm，Fluent默认的长度是m。 Fluent数值模拟的主要步骤： （1）根据具体问题选择2D或3D求解器进行数值模拟； （2）导入网格(File-Read-Case)，然后选择由Gambit导出的msh文件。 （3）检查网格(Grid-Check)，如果网格最小体积为负值，就要重新进行网格划分。（4）选择计算模型(Define-Models-Solver)。（6） （5）确定流体的物理性质(Define-Materials)。 （6）定义操作环境(Define-Operating Conditions)。 （7）指定边界条件(Define-Boundary Conditions )。 （8）求解方法的设置及其控制（Solve-Control-Solution）。 （9）流场初始化（Solve-Initialize）。 （10）打开残插图（Solve-Monitors-Residual）可动态显示残差，然后保存当前的Case和Data文件（File-Writer-Case&Data）。 （11）迭代求解（Solve-Iterate）。 （12）检查结果。 （13）保存结果（File-Writer-Case&Data），后处理等。 在运行Fluent软件包时，会经常遇到以下形式的文件： .jou文件：日志文档，可以编辑运行。 .dbs文件：Gambit工作文件，若想修改网格，可以打开这个文件进行再编辑。 .msh文件：Gambit输出的网格文件。 .cas文件：是.msh文件经过Fluent处理后得到的文件。 .dat文件：Fluent计算数据结果的数据文件。 三维定常速度场的计算实例操作步骤 对于三维管道的速度场的数值模拟，首先利用Gambit画出计算区域，并且对边界条件进行相应的指定，然后导出Mesh文件。接着，将Mesh文件导入到Fluent求解器中，再经过一些设置就得到形影的Case文件，再利用Fluent求解器进行求解。最后，可以将Fluent 求解的结果导入到Tecplot中，并对感兴趣的结果进行进一步的处理。
fluent模拟基本步骤及注意事项
二维模拟： 一、模拟类型： 1、 大区域空间速度场模拟 计算区域大小设置：迎风面是建筑长度的3倍，背风面是建筑长度的12倍，两侧面是建筑宽度的3倍，高度是建筑高度的4倍。 根据相似理论：l C -几何比例尺 速度比例尺：2 10l C C =υ 风量比例尺：2520l l Q C C C C =?=υ 热量比例尺： 250l T Q C C C Cq =?=? 2、 建筑户型温度场、速度场模拟 二、基本操作步骤及注意事项： A gambit 建模 1、 建模： 方法一：直接在GAMBIT 建模； 方法二：CAD 导入gambit ； 1） 在CAD 中用PL 线将户型的基本构造画出来，创建为面域； 2） 输入命令acisoutver ，把‘70’修改为‘30’。 3） “文件”——“输出”——sat 文件 4） 在gambit 中导入Acis 文件 注意：在用PL 线构画户型时，在进口和出口边界（窗户、内户门），要各边界端点连续画线。 2、 划分网格： Interval Size ：50 3、 设置边界条件 内部开口边界（门）设置为internal ，房间相邻墙壁设置为Wall 4、 保存文件，并输出mesh 文件 B 导入fluent 计算： 1、 导入mesh 文件 2、 检查网格 3、 设置单位 gambit 里可以缩小建筑比例建模，在fluent 中设置单位恢复原模型。 4、 选择计算模型 5、 设置材料类型 6、 设置边界条件 7、 设置模拟控制条件 8、 边界初始化
9、设置监视窗口 10、设置迭代次数进行计算 11、结果显示 12、保存文件 三、需解决问题： 1、湍流强度等计算； 2、层流湍流界定问题； 3、壁面湿度设置问题； 四、待提高部分： 1、户型流场模拟时，墙壁考虑采用双钱； 2、南京理工校区原始模型（不简化）模拟； 3、三维模型模拟； 五、
实体入水FLUENT模拟过程_包括划分网格方法
实体入水模拟过程 3.2.1利用GAMBIT建立计算模型 1）启动GAMBIT，打开对话框如图3.2.1选择工作目录为D:\GAMBIT working。 图 3.2.1 2）首先建立等边三角形，单击Geometry Vertex Create Real Vertex，在Create Real Vertex面板的x、y、z坐标输入（0,0,0），单击Apply按钮生成第一个点，按同样的方法建立点（0.4,0,0）。然后单击Geometry Edge Create Straight Edge，在Create Straight Edge面板中选择点1与点2，连接这两点省成线段。如图3.2.2 图3.2.2 3）单击Edge面板中的Move/Copy Edges按钮，打开如图3.2.3的面板，选择线段1，单击copy按钮，并选择Operation为Rotate，在Angle栏输入60，其他保持默认，单击Apply 按钮。即旋转复制生成第二条线段。
图3.2.3 4）剩下的一条线段只需连接右侧两点即可，如图3.2.4所示。 图3.2.4 5）创建三角形面。单击Geometry Face Create Face from Wireframe，在Create Face from Wireframe面板中利用鼠标左键框选等边三角形的三条边，然后单击Apply按钮创建面。 6）由于三角形面域的位置不对，所以还要对其位置进行调整。首先需将其旋转210度。单击Face面板中的Move/Copy Faces按钮，在Move/Copy Faces面板中，选择面1（face.1），单击Move并选择Operation为Rotate，在Angle栏输入210，其他保持默认，单击Apply 按钮。其次，需要将三角形平移，在Move/Copy Edges面板中选择面1（face.1），单击Move 并选择Operation为Translate，在x与y栏分别输入3和8.4，单击Apply按钮完成平移操作，此时的视图窗口如图3.2.5所示。
沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟(计算流体力学作业)..
计算流体力学课程作业 作业题目：沿程损失阻力系数的FLUENT数值模拟 学生姓名：易鹏 学生学号： 专业年级：动力工程及工程热物理12级学院名称：机械与运载工程学院 2012年5月2日
沿程损失阻力系数的 FLUENT 数值模拟 一、 引言 沿程损失（pipeline friction loss ）是指管道内径不变的情况下，管内流体流过一段距离后的水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根 本原因。沿程能量损失的计算公式是：2f l v h =λd 2g 。其中：l 为管长，λ 为沿程损失系数，d 为管道内径，2 v 2g 为单位重力流体的动压头（速度 水头），v 为流体的运动粘度系数。粘性流体在管道中流动时，呈现出两种流动状态，管道中的流速cr v v <(cr v 为层流向湍流转变的临界流速)为层流，此时整个流场呈一簇互相平行的流线。则cr v v >时为湍流，流场中的流体质点作复杂的无规则的运动。沿程损失与流动状态有关，故计算各种流体通道的沿程损失，必须首先判别流体的流动状态。 沿程损失能量损失的计算公式由带粘性的伯努利方程 221122 12f v p v p ++z =++z +h 2g ρg 2g ρg 推出，可知，12f P -P h =ρg 其中： ——单位质量流体的动能（速度水头）。流体静止时为0。 ——单位质量流体的势能（位置水头）。 ——单位质量流体的压力能（压强水头）。 2 v 2g z p ρg
又由量纲分析的π定理，得出 2 Δp L =λ1d ρV 2 ，计算出达西摩擦因子22Δpd λ=LρV ， 则2f L V h =λD 2g ,由于Vd Re =ν，μν=ρ，则d λ=f(Re )。 关于沿程损失最著名的是尼古拉茨在1932～ 1933年问所做的实验(右图为实验装置图)。其测得曲线如图1，从此得出了几个重要结论： 1．层流区 Re ＜2320为层流区。在该区域内，管壁的相对粗糙度对沿程损失系数没有影响。 2．过渡区 2320＜Re ＜4000为由层流向湍流的转换区，可能是层流，也可能是湍流，实验数据分散，无一定规律。 3．湍流光滑管区 4000＜Re ＜26．98（d/ε）8/7，为湍流光滑管区。勃拉修斯（p.Blasius ）1911年用解析方法证明了该区沿程损失系数与相对粗糙度无关，只与雷诺数有关，并借助量纲分析得出了4×10e3＜Re ＜10e5范围内的勃拉休斯的计算公式为 0.25 0.3164 Re λ=
分离器数值模拟 fluent
7.数值模拟与结果分析 7.1数值计算方法简介 计算流体力学作为流体力学研究中的一门新兴分支，正在工业和科研领域内发挥越来越重要的作用。将CFD工具运用到分离机械的研究中，也成为工程技术人员改进设计、提高效率的有效手段，是CFD应用的前沿。一些成熟的算法，模型也以商业软件的形式出现在工程及科研领域。相比研究单位自行开发的计算程序，商业计算软件一般具有以下特点： ①通用性广。由于商业软件面向的用户对象广泛，处理的实际问题多种多样，因此其覆盖的应用范围要尽可能广。 ②计算稳定性好。多数软件经过不同研究领域内的算例测试，对不同类型的问题具有较好的适应能力。 ③使用方便，商业软件经过不同友好的用户界面，方便用户的使用。 ④一般商业软件也存在一些明显的不足，例如：算法相对陈旧，不能紧跟CFD研究领域内的最新成果；与不同行业内的实际要求存在一定的距离，难以将各研究单位已有的研究成果结合到商业软件中。这在一定程度上限制了商业软件在工程实际中的应用。 FLUENT是由美国FLUENT公司于1983推出的CFD软件。它是继PHOENICS软件之后的第二个投放市场的基于有限体积法的软件。FLUENT是目前功能最全面、适用性最广、国内使用最广泛的CFD软件之一。本文运用fluent软件对离心式分离器的内流场进行分析计算，fluent公司是享誉世界的最大计算流体力学软件供应商，fluent软件能够精确地模拟无粘流、层流、湍流、化学反应、多相流等复杂的流动现象。应用领域包括：航空航天、汽车设计、生物医药、化学处理、石油天然气、发电系统电子半导体、涡轮设计、HVAC、玻璃加工等。FLUENT 具有精度高，收敛快，稳定性好等特点。 Gambit是前置处理器，能针对及其复杂的几何外形生成三维四面体，六面体的非结构化网格及混合网格。该模块还具有方便的网络检查功能，对网络单元体积、扭曲率、长细比等影响收敛和稳定的参数进行统计并生成报告。 7.2 计算流体力学基础 在流体力学的研究中，常用的方法有理论研究方法、数值计算方法和实验研究方法。理论研究方法的特点是：能够清晰、普遍地揭示出流动的内在规律，但该方
FLUENT-6-计算模拟过程方法及步骤
FLUENT 12 模拟步骤 Problem Setup 读入网格：file read case 选择网格文件（后缀为。Mesh） 1 General 1）Mesh（网格） > Check（点击查看网格的大致情况，如有无负体积等） Maximum volume (m3)（最大体积，不能为负） Minimum volume (m3)（最小体积，不能为负） Total volume (m3)（总体体积，不能为负） > Report Quality（点击报告网格质量） Maximum cell squish（最大单元压扁，如果该值等于1，表示得到了很坏的单元） Maximum cell skewness（最大单元扭曲，该值在0到1之间，0表示最好，1表示最坏） Maximum aspect ratio（最大长宽比，1表示最好） > Scale（点击缩放网格尺寸，FLUENT默认的单位是米） Mesh Was Create In（点选mm →点击Scale按钮且只能点击一次） View Length Unit In（点选mm →直接点击Close按钮不能再点击Scale按钮） > Display（点击显示网格设定）→弹出Mesh Colors窗口 Options（选Edges和Faces） Edge Type（点选All） Surface（点选曲面） →点击Display按钮 点击Colors按钮→弹出Mesh Display窗口 Options（点选Color by ID） →点击Close按钮→再点击Display按钮 2）Solver（求解器） > Pressure-Based（压力基，压力可变，用于低速不可压缩流动） > Density-Based（密度基，密度可变，用于高速可压缩流动） 3）Velocity Formulation（速度格式） > Absolute（绝对速度） > Relative（相对速度） 4）Time（时间） > Steady（稳态） > Transient（瞬态） 5）Units（点击设置变量单位） 点击按钮→弹出Set Units窗口→在Quantities项里点选pressure →在Units项里点选atm →点击
多孔介质-Fluent模拟
7.19多孔介质边界条件 多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。当使用这个模型的时候，多孔介质将运用于网格区域，流场中的压降将由输入的条件有关，见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导，基于介质和流场热量守恒的假设，见Section 7.19.3. 通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型，简称为“多孔跳跃”。多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。见Section 7.22. 7.19.1 多孔介质模型的限制和假设 多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。这种情况下，以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到： ?因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体，所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。做为一个做精确的选项，你可以适用fluent 中的真是速度，见section7.19.7。 ?多孔介质对湍流流场的影响，是近似的。 ?当在移动坐标系中使用多孔介质模型的时候，fluent既有相对坐标系也可以使用绝对坐标系，当激活相对速度阻力方程。这将得到更精确的源项。 相关信息见section7.19.5和7.19.6。 ?当需要定义比热容的时候，必须是常数。 7.19.2 多孔介质模型动量方程 多孔介质模型的动量方程是在标准动量方程的后面加上动量方程源项。源项包含两个部分：粘性损失项（达西公式项，方程7.19-1右边第一项），和惯性损失项（方程7.19-1右边第二项） (7.19-1)
FLUENT数值模拟离散笔记
一旦使用了离散相模型，下面的模型将不能使用： ● 选择了离散相模型后，不能再使用周期性边界条件 ● 可调整时间步长方法不能与离散相模型同时使用 ● 预混燃烧模型中只能使用非反应颗粒模型 ● 同时选择了多参考坐标系与离散相颗粒模型时，在缺省情况下，颗粒轨道的显示失却了其原有意义；同样，相间耦合计算是没有意义的。 FLUENT 提供的离散相模型选择如下： ● 对稳态与非稳态流动，可以应用拉氏公式考虑离散相的惯性、曳力、重力 ● 预报连续相中，由于湍流涡旋的作用而对颗粒造成的影响 ● 离散相的加热/冷却 ● 液滴的蒸发与沸腾 ● 颗粒燃烧模型，包括挥发份析出以及焦炭燃烧模型（因而可以模拟煤粉燃烧） ● 连续相与离散相间的耦合 ● 液滴的迸裂与合并 热泳力（热致迁移力或辐射力） Saffman 升力 在附加力中也可以考虑由于横向速度梯度（剪切层流动）引致的Saffman 升力。 离散相边界条件 当颗粒与壁面发生碰撞时，将会发生下述几种情况： l 颗粒发生弹性或非弹性碰撞反射 l 穿过壁面而逃逸（颗粒的轨道计算在此处终止） l 在壁面处被捕集。非挥发性颗粒在此处终止计算；颗粒或液滴中的挥发性物质在此处 被释放到气相中 l 穿过内部的诸如辐射或多孔介质间断面区域 ！！如果选择了Spalart-Allmaras 湍流模型，那么，轨道计算中就不能包含颗粒的湍流扩散。 颗粒类型 l 惯性颗粒（``inert''）是服从力平衡（方程19.2-1）以及受到加热／冷却影响（由定律1 确定，请参阅19.3.2）的一种离散相类型（颗粒、液滴或气泡）。在FLUENT 任何模型 中，惯性颗粒总是可选的。 2液滴（``droplet''）是一种存在于连续相气流中的液体颗粒。它服从力的平衡并受到加热／冷却的影响（由定律1 确定）。此外，他还由定律2 和3 确定自身的蒸发与沸腾（请参阅19.3.3、19.3.4）。只有传热选项被激活并且至少两种化学组份在计算中是被激活的，或者已经选择了非预混燃烧或部分预混燃烧模型，液滴类型才是可选的。当选择了液滴 类型之后，用户应该使用理想气体定律来定义气相密度（在Materials panel,面板里，可参阅19.25 节）。 3 燃烧（``combusting''）颗粒是一种固体颗粒，它遵从由方程19.2-1 所确定的受力平衡、 由定律1 所确定的加热冷却过程、由定律4 所确定的挥发份析出过程（19.3.5 节）以及 由定律5 所确定的异相表面反应机制（19.3.6 节）。最后，当颗粒的挥发份完全析出之后，非挥发份的运动、变化由定律6 所确定。在Set Injection Properties panel 面板中选 定Wet Combustion 选项，用户可以在燃烧颗粒中包含有可蒸发物质。这样，颗粒的可 蒸发物质可在挥发份开始析出之前，经历由定律2、3 所确定的蒸发与沸腾过程。只有在模
FLUENT多孔介质数值模拟设置
FLUEN■多孔介质数值模拟设置多孔介质条件 多孔介质模型可以应用于很多问题，如通过充满介质的流动、通过过滤纸、穿孔圆盘、流量分配器以及管道堆的流动。当你使用这一模型时，你就定义了一个具有多孔介质的单元区域，而且流动的压力损失由多孔介质的动量方程中所输入的内容来决定。通过介质的热传导问题也可以得到描述，它服从介质和流体流动之间的热平衡假设，具体内容可以参考多孔介质中能量方程的处理一节。 多孔介质的一维化简模型，被称为多孔跳跃，可用于模拟具有已知速度/压 降特征的薄膜。多孔跳跃模型应用于表面区域而不是单元区域，并且在尽可能的情况下被使用(而不是完全的多孔介质模型)，这是因为它具有更好的鲁棒性，并具有更好的收敛性。详细内容请参阅多孔跳跃边界条件。 多孔介质模型的限制 如下面各节所述，多孔介质模型结合模型区域所具有的阻力的经验公式被定义为“多孔”。事实上多孔介质不过是在动量方程中具有了附加的动量损失而已。因此，下面模型的限制就可以很容易的理解了。 —I 二流体通过介质时不会加速，因为事实上出现的体积的阻塞并没有在模型中出现。这对于过渡流是有很大的影响的，因为它意味着FLUENT S 会正确的描述通过介质的过渡时间。 多孔介质对于湍流的影响只是近似的。详细内容可以参阅湍流多孔介质的处理一节。 多孔介质的动量方程 多孔介质的动量方程具有附加的动量源项。源项由两部分组成，一部分是粘性损失项(Darcy)，另一个是内部损失项： 其中S_i是i向(x, y, or z) 动量源项，D和C是规定的矩阵。在多孔介质 单元中，动量损失对于压力梯度有贡献，压降和流体速度(或速度方阵)成比例。 对于简单的均匀多孔介质： 其中a是渗透性，C_2时内部阻力因子，简单的指定D和C分别为对角阵1/a 和C_2其它项为零。 FLUENT?允许模拟的源项为速度的幕率：其中C_0和C_1为自定义经验系数。 注意：在幕律模型中，压降是各向同性的，C_0的单位为国际标准单位。 多孔介质的Darcy定律 通过多孔介质的层流流动中，压降和速度成比例，常数C_2可以考虑为零。 忽略对流加速以及扩散，多孔介质模型简化为Darcy定律： 在多孔介质区域三个坐标方向的压降为： 其中为多孔介质动量方程1中矩阵D的元素v为三个方向上的分速度，D n_x、D
某空调间fluent模拟
空调间内空气流场的模拟 模拟课题名称：空调间内空气流场的模拟 模拟的步骤： 1：gambit建立空间模型及建立网格 1.1打开gambit，选择文件的存储路径。 为了寻找的方便，我们将文件尊放在d盘fluent文件下 点击run，进入gambit界面； 1.2建立空调间的空间模型 点击体控制面板中的体控制按钮直接生成六面体，选择direction为+x+y+z方向输入房间尺寸，生成房间如图
同样的方法生成空调的六面体，并将六面体通过移动的选项将六面体移动到正确的位置上如图： 因为整个的计算区域为空调间减去空调的空间所以选择选项，将空调的空间去除，经过渲染之后得到下图： 这样计算区域的几何模型就建立起来了。 1.3网格的划分
这里我们直接对体进行网格划分点击，进入网格划分界面，选择该体，采用六面体的网格单元和submap网格划分方法进行划分如图 Interval size输入0.05，建立网格如图 如图，我们可以看到总共建立了359840个网格。接下来需要对网格单元记性检 查，经过检查发现网格符合要求。 1.4定义边界类型
本文定义房间的上下左右先后分别为壁面边界，空调的下边界为速度进口，空调的上边界为速度出口空调的其他面为壁面边界。建立的过程如图 建立完成后得到：
1.5保存文件后安全退出 执行File Export Mash，输出三维的数据文件，不要在2维的地方打勾，为 了以后查找的方便我们将文件的名字改为kongtiaojian，最后执行Exit安全退出。这里注意不要点右上角的，要选择exit键才能安全退出，否则生成的是 碎片文件。 2 fluent模拟 2.1文件的读取和检查 打开fluent三维单精度计算器如图，执行Flie Read Case，读入我们已经划分好的网格文件，当出现 表示网格文件读入完毕。执行Grid Check 检查网格，表示网格检查完毕。执行Grid Scale我们可
旋流器fluent数值模拟ANSYS15.0
速度云图： 旋流器数值模拟实例 一、水流检验 1.导入文件 File>read>mesh>选择mesh(网格)文件 2.尺寸调整 Scale>select>scale>close 本例selecet选择cm，可将网格模型尺寸120m换算为1.2m
3.Check 本模型已经检验，可跳过此步骤4.设置重力加速度为9.8 m/s2 根据此实例所处坐标轴确定 此处取z：-9.8 m/s2
5.Models(计算模型)>Viscous-Laninar(湍流-层流)>k-epsilon（一种 湍流模型）>ok 本实例为大锥角旋流器，矿浆加压给入，流体类型为湍流； k-epsilon适合完全发展的湍流，对雷诺数较低的过渡情况和近壁区域计算的不好。 6.Materials(材料性质)>Fluid>FluentDatabase（流体数据
库）>water-liquid（水介质流）>copy>close 7.Cell Zone Conditious>fluid>water-liquid>ok Cell Zone Conditious单元区域条件，在建立网格模型（mesh）时,将旋流器内部腔体划分为多个体积微元，即此步骤设置的是体积微元数值模拟的介质是水流。
8.Boundary Conditions>pressure_inlet.2>Edit>Momentum>输入 6>ok 设置边界条件，“pressure_inter.2”为建立网格模型时设置的入口边界条件，类型为压力入口，在此，改为速度入口，速度设置为6 m/s。 9.如图仿照7.将pressure_topoutlet.3和underoutlet 的“Type”设置为pressure_outlet， 不编辑数值点OK结束此步。
拉瓦尔喷管FLUENT模拟
一收缩-扩张喷管实例1.1问题描述 本节内容主要依托收缩-扩张喷管内的流动计算展开。喷管外形如图1-1所示，A 为沿轴圆形截面面积，喷管的外形尺寸满足如下条件（单位：m）： 21.0x A +=5 .05.0<<-x 计算求解时可以将模型琪简化为二维轴对称问题，边界条件为：入口压力P m =101325Pa,入口总温T i0=300K，出口静压P 0=3738.9Pa。 图1-1喷管几何示意图 1.2创建几何模型 （1）设定工作目录 File→Change Working Dir，选择文件存储路径。 （2）创建Point，如图1-2所示。 Step 1通过输入坐标的方法创建P_1、P_2。选择Geometry 标签栏中的，单击，选择Create 1point（创建一个点），输入P_1的坐标，单击Apply 按钮确定，如图1-3所示。P_2创建方法与之相似，坐标为（0.5,0,0）。 Step 2创建点集3。因为横截面积为21.0x A +=，因此沿X 轴方向半径的函数为：5.02]/)1.0[()( x x R +=。单击，在Explicit Locations 下拉菜单中选择Create Multiple points，按照如图1-4所示输入数据，单击Apply 按钮确定。单击Apply 按钮确定。
图1-3创建P_1图1-4创建点集3 （3）创建Curve，如图1-5所示。 图1-5创建Curve结果图 Step1选择Geometry标签栏，单击创建Curve。如图1-6所示，单击，再单击，依次选择点集3中的各点连成曲线，创建C_4。 Step2采用Step1的方法创建其余三条Curve。 （4）定义Part。 ICEM中定义Part的名称将会是导出网格后边界的名称，可以简化在求解器
Fluent流体数值模拟软件中英对照
A abort 异常中断, 中途失败, 夭折, 流产, 发育不全，中止计划[任务] accidentally 偶然地, 意外地 accretion 增长 activation energy 活化能 active center 活性中心 addition 增加 adjacent 相邻的 aerosol浮质(气体中的悬浮微粒,如烟,雾等), [化]气溶胶, 气雾剂, 烟雾剂Air flow circuits 气流循环 ambient 周围的, 周围环境 amines 胺 amplitude 广阔, 丰富, 振幅, 物理学名词 annular 环流的 algebraic stress model(ASM) 代数应力模型 algorithm 算法 align 排列，使结盟, 使成一行 alternately 轮流地 analogy 模拟，效仿 analytical solution 解析解 anisotropic 各向异性的 anthracite 无烟煤 apparent 显然的, 外观上的，近似的 approximation 近似 arsenic 砷酸盐 assembly 装配 associate 联合，联系 assume 假设 assumption 假设 atomization 雾化 axial 轴向的 Axisymmetry 轴对称的 B Baffle 挡流板 battlement 城垛式 biography 经历 bituminous coal 烟煤 blow-off water 排污水 blowing devices 鼓风(吹风)装置
body force 体积力 boiler plant 锅炉装置（车间） Boiling 沸腾 Boltzmann 玻耳兹曼Bounded central differencing：有界中心差分格式Brownian rotation 布朗转动 bulk 庞大的 bulk density 堆积密度 burner assembly 燃烧器组件 burnout 燃尽 C capability 性能，（实际）能力，容量，接受力 carbon monoxide CO carbonate 碳酸盐 carry-over loss 飞灰损失 Cartesian 迪卡尔坐标的 casing 箱，壳，套 catalisis 催化 channeled 有沟的，有缝的 char 焦炭、炭 circulation circuit 循环回路 circumferential velocity 圆周速度 clinkering 熔渣 clipped 截尾的 clipped Gaussian distribution 截尾高斯分布 closure (模型的)封闭 cloud of particles 颗粒云close proximity 距离很近 cluster 颗粒团 coal off-gas 煤的挥发气体 coarse 粗糙的 coarse grid 疏网格，粗网格 Coating coaxial 同轴的 coefficient of restitution 回弹系数；恢复系数 coke 碳 collision 碰撞 competence 能力 competing process 同时发生影响的 competing-reactions submodel 平行反应子模型 component 部分分量 composition 成分computational expense 计算成本cone shape 圆锥体形状 configuration 布置，构造
流体 颗粒系统数值模拟的EDEM Fluent解决方案
流体－颗粒系统数值模拟的 FLUENT－EDEM 解决方案
北京海基科技发展有限公司
2009 年 6 月 24 日
一、概述
绝大多数固态物质的个体是以颗粒状的外形存在的，即：有特定的尺寸和形 状，与外界有有限的边界。自然界中的矿石，种子，沙粒，工业产品中的药片、 糖果等都是典型的颗粒。通常，无论是在自然界，还是人类生产实践中，都会涉 及到了流体与颗粒相互作用（包括：质量交换、动量交换和能量交换等）。如： 沙尘暴，水土流失，农作物的干燥，工业上使用的各种流化床，旋流分离器以及 气力输运设备等。研究这种相互作用，对人们的生产生活有着重要意义：不仅为 提高生产力，更能为改善人类的生存环境提供指导依据。
我们将涉及流体流动换热和颗粒运动的体系称为“流体-颗粒系统”。该类系 统的研究难点在于：
1. 流体本身就具有形态不固定，变化无常，难于观察和测量的特点；
2. 大量颗粒进行相互碰撞：不同时刻和位置，每个颗粒的运动、受力情况 都有所不同；
3. 流体与颗粒相互影响，形成强烈的耦合作用，更加大了系统的复杂度。 在以往的研究中，实验研究占很大的比重，主要通过测定或统计的方法来获 取系统的宏观指标。另一些则是通过模型简化，进行机理性的研究。随着计算机 技术和数值算法的发展，越来越多的科学家和研究人员投入到数值仿真的研究中 来，FEA（有限元分析）方法和 CFD（计算流体力学）技术成为应用力学中发展
最为迅速、活跃的分支。针对流体-颗粒系统的数值模拟研究，主要采用基于 CFD
方法的多相流技术和 CFD-DEM 耦合方法。
二、气固（液固）两相流技术发展状况
在研究初期，由于没有很好的描述颗粒系统的计算模型，人们更倾向于以研 究流体为切入点（研究该类系统的科学家和研究人员通常是流体力学专业出身）， 将系统中大量的颗粒假设为一种准流体——颗粒流，从而产生了气固（液固）两 相流技术。
气固两相物质所组成的流动系统称为气固两相流系，其中气相通常以连续相 形式出现，固相以颗粒或团块的形式处于气相中。
气固两相流的流动形态有多种。除了同单相流动那样区分为层流和湍流外， 还可以依据两相相对含量（常称为相比）、相界面的分布特性、运动速度、流场 几何条件划分流动形态。因此气固两相流研究的首要课题是判断流动形态，并进
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