基于ANSYS Workbech+Fluent的泥漿攪拌機流固耦合分析

       流固耦合力學的重要特征是兩相介質之間的相互作用,變形固體在流體載荷作用下會產生變形或運動。變形或運動又反過來影響流體運動,從而改變流體載荷的分布和大小,正是這種相互作用將在不同條件下產生形形色色的流固耦合現象。

       攪拌混合是一種常規的單元操作,具有廣泛的應用背景,攪拌可以使物料混合均勻,使氣體在液相中很好的分散,使固體粒子(如催化劑)在液相中均勻的懸浮,使不相溶的一物質與另一物質充分融合,并可以強化相間的傳質、傳熱。

       本實例以常規泥漿攪拌機為例,對泥漿攪拌機在攪拌過程中兩相相溶的過程進行仿真,得出流場分布,通過模擬的攪拌槳的流場分布及壓強分布,進而求得對整個攪拌機產生的影響。

流線圖.png

        泥漿攪拌機分為兩個進口,一個出口,其中一個進口為空氣,一個進口為泥漿,出口為混合物。

1、調出流體分析與結構分析模塊。

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2、導入模型,進行模型前處理,首先通過Fill操作填充出流體域,填充的方法有兩種,一種是正向填充,就是填充出的模型即為流體域;另一種為逆向填充,填充后,通過布爾減操作去除填充域內部的固體結構,即為流體域。

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3、流體域與固體域均處理結束后,對所有域進行命名處理,入口、出口、耦合面及壁面進行命名,其中耦合面分為固體的壁面與流體域的壁面。

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4、命名完壁面后進入模型前處理,劃分CFD網格,分別對固體域與流體域進行網格劃分,這里的CFD網格要求要比結構網格要求要高,具體有問題可以私下再與我交流。

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5、雙擊setup,進入Fluent求解器,這里按照下圖進行設置,其余保持默認即可。

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6、進入Fluent求解界面,首先檢查CFD網格,看是否出現負體積,如果存在,需要重新回去劃分網格,如果沒有,繼續設置溫度單位。

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7、設置流體計算類型,兩相混合還是單相計算,然后設置湍流模型類型。

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8、設置流體域固體的材料并賦予屬性,如果材料庫已經存在的材料可以直接賦值,如果不存在需要自己建立新材料,通過Fluent data建立材料。

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9、設置邊界條件,兩相流體進口類型,壓力進口?速度進口?質量流量進口?等、出口類型與耦合面、壁面的相關設置。這里的速度入口需要設置矢量速度,指定速度方向。

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10、接著,設置求解方法、收斂因子,初始化,收斂步數進行求解。

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11、查看結果,速度云圖,流場圖,壓強云圖,流線圖等。

流線圖.png

流場截面1.png

速度場等線圖.png

速度場1.png

12、接下來將通過流體計算的結果對結構的影響分析。

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