Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真

本案例利用Fluent中的DEM模型,對管道運輸進行流體仿真,主要是對管路顆粒運輸過程進行診斷,防止出現顆粒陷入死循環,導入管路阻塞和浪費。因此進行相關的管路氣力運輸可以按照本文的相關設置進行仿真計算。

1 workbench 設置

本案例具體設置如下圖 :

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖1

2 SCDM 設置

2.1 導入幾何

本案例的管道模型十分簡單,為幾段簡易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖2

其中上方為入口邊界條件,下方為出口邊界條件。

3 Fluent Meshing 設置

3.1 網格設置

采用 Fluent meshing 進行網格劃分,采用四面體網格劃分,并劃分相對應的邊界層網格。具體的網格劃分如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖3

4 FLUENT 設置

4.1 General設置與網格導入

首先導入網格,然后勾選為瞬態計算,并選擇壓力基求解器。打開重力選項,由于本案例是以y軸負向作為重力方向,因此需要再y出設置為-9.81m/s。

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖4

4.2 材料設置

此處選擇water進行計算,相關設置如下如所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖5

4.3 多相流設置

此處對多相流模型展開設置,打開歐拉模型,選擇DDPM,勾選應用,相關設置如下如所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖6

點擊相,主相設置為水,次相取消勾選所有開關,主要設置如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖7

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖8

4.4 DEM設置

此處打開離散相模型,勾選每次流動迭代更新和非定常顆粒跟蹤,物理模型選擇DEM,相關設置如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖9

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖10

點擊噴射源,進行噴射顆粒構建,噴射源類型選擇surface,勾選inlet邊界,離散相域選擇次相,顆粒直徑設置為0.01,時間持續10s,速度大小設置為0.1m/s,總流量為kg/s。并勾選使用面法線方向噴射。

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖11

對相關的碰撞規則進行設置,相關設置如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖12

4.5 邊界條件設置

此處僅需要對入口條件進行設置,設置主項流量為5m/s,具體設置如下圖:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖13

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖14

4.6 初始化設置

首先進行標準初始化設置,具體設置如下圖:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖15

4.7 計算設置

此處進行的計算設置如下:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖16

5 后處理結果

5.1 后處理云圖結果

對管路顆粒的計算結果進行可視化處理,顆粒運輸結果如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖17

顆粒運輸動畫結果如下圖所示:

Fluent實用案例 | DEM顆粒瞬態仿真的圖18
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