「CFD案例-Fluent」16 截面漸變螺旋管中的流體流動
本案例演示了橫截面漸變螺旋管中的流體流動。首先在DM中創建幾何模型，然后進入Mesh對幾何模型進行網格劃分及邊界區域命名，接著利用Fluent進行求解，最后在CFD-POST進行后處理。案例基于3D、穩態計算。
一
案例模型及參數
幾何模型如圖所示。
材料 |
幾何模型尺寸 |
邊界條件 |
水 |
軸向長500 mm 出口直徑為50 mm |
Velocity-inlet = 0.1 m/s |
二
Workbench設置
▼ 將Fluid Flow (Fluent)拖入右邊空白界面。
▼ 以DesignModeler方式打開Geometry。
▼ 關閉DesignModeler然后打開Mesh，進行網格劃分。
三
Fluent設置
▼ 右鍵Setup，點擊Edit…。
▼ 彈出Fluent登錄界面進行設置。
3.1General設置
▼ 因為本案例是基于穩態計算，所以在Time中使用默認選項Steady。
3.2Model設置
▼ 打開能Viscous，因為是湍流流動，我們選用k-epsilon(2 eqn)模型，在網格劃分時大家應該注意到將模型進行邊界層處理，所以此處使用Enhanced Wall Treatment。
3.3Materials設置
▼ 我們打開air，然后將數據庫打開。
▼ 我們將water-liquid選中，然后點擊Copy。
3.4Cell Zone Conditions設置
▼ 打開fluid_domian，我們將計算域的材料從空氣改為液態水。
3.5Boundary Conditions設置
▼ 選中inlet，點擊Edit…，將速度大小設置為0.1 m/s。
3.6Methods設置
▼ 這里我們還是使用SIMPLE算法，但是將其中三項進行修改，如圖中所示。
3.7進行初始化設置
▼ 我們在這里是使用了標準初始化，對所有區域進行初始設置；我們也可以使用混合初始化，這樣軟件將會使用歐拉方程對所有數值進行初始化。
3.8Run Calculation設置
▼ 我們將迭代步數設置為250。
3.9計算完成
▼ 大概180步時計算收斂。
四
CFD-POST后處理
▼ 關閉Fluent，右鍵Results點擊Edit…。
▼ 流線速度云圖。
▼ 切面壓力云圖。
讀書筆記
Fluent軟件中對噴霧這類氣液兩相流問題的模擬主要采用其自帶的離散相模型(DPM——Discrete Phase Model)。此模型是以歐拉—拉格朗日方法為基礎建立的。它把流體作為連續介質，在歐拉坐標系內加以描述，對此連續相求解輸送方程，而把霧滴顆粒群作為離散體系，通過積分拉氏坐標系下的顆粒作用力微分方程來求解離散相顆粒的軌道，可以計算出這些顆粒的軌道以及由顆粒引起的熱量/質量傳遞。同時，在計算中，相間耦合以及耦合結果對離散相軌道、連續相流動的影響均可考慮進去。當計算顆粒的軌道時，Fluent跟蹤計算顆粒沿軌道的熱量、質量、動量的得到與損失，這些物理量可作用于隨后的連續相的計算中去。是，在連續相影響離散相的同時，用戶也可以考慮離散相對連續相的作用。交替求解離散相與連續相的控制方程，直到二者均收斂（二者計算解不再變化）為止，這樣，就實現了雙向耦合計算。
在采用FLUENT中的離散相模型時，需要定義每個粒子尺寸以及溫度。這些初始條件以及有關離散相物理性質的輸入量/質量計算的必要條件。軌跡以及熱量/質量傳遞的計算是粒子的對流或輻射傳熱、質量傳遞以及粒子在流場運動時的。而預測所得的軌跡以及相關的質量、熱量傳遞可以通過
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