本教程演示了運(yùn)用歐拉和群體平衡模型對氣泡破碎與凝聚過程的設(shè)置和求解。幾何模型為二維模型。

 1     啟動Workbench并建立分析項(xiàng)目 

（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。

（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A。

 2     導(dǎo)入幾何體 

（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會彈出“打開”對話框。

（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入幾何體文件。

 3     劃分網(wǎng)格 

（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分。

（2）依次右鍵選擇模型入口邊界和出口邊界，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認(rèn)。

（3）設(shè)置網(wǎng)格尺寸為0.005m，Smoothing選擇High。

（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項(xiàng)，開始生成網(wǎng)格。

（5）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項(xiàng)可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。

（6）執(zhí)行主菜單File→Close Meshing命令，退出網(wǎng)格劃分界面，返回到Workbench主界面。

（7）右鍵單擊Workbench界面中A3 Mesh項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Update項(xiàng)，完成網(wǎng)格數(shù)據(jù)往Fluent分析模塊中的傳遞。

 4     設(shè)置材料 

（1）雙擊A4欄Setup項(xiàng)，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進(jìn)入FLUENT界面。

（2）單擊主菜單中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，彈出Create/Edit Materials（材料）對話框。單擊Fluent Database按鈕彈出Fluent Database Materials對話框，選擇water liquid，單擊Copy按鈕確認(rèn)。

 5     定義模型 

（1）單擊命令結(jié)構(gòu)樹中General按鈕，彈出General（總體模型設(shè)定）面板。在SolverTime中選擇Transient，勾選Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。

（2）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Multiphase按鈕，彈出Multiphase Model（多相流模型）對話框，選擇Eulerian，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。

（3）在命令欄輸入如下命令，激活群體平衡模型。

（4）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Population Balance Model按鈕，彈出Population Balance Model（群體平衡模型）對話框，在Method中選擇Discrete，在Bins中Bins輸入6，勾選Phenomena，勾選Aggregation Kernel選擇luo-model，勾選Breakage Kernel，F(xiàn)requency選擇luo-model，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。

（5）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Multiphase下的Phases按鈕，彈出Phase（多相流設(shè)置）對話框，在Phase-1對話框中，Phase Material選擇water-liquid。

在Phase-2對話框中，Phase Material選擇air，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。

（6）在模型設(shè)定面板Models中雙擊Viscous按鈕，彈出Viscous Model（湍流模型）對話框，在Model中選擇Realizable k-epsilon(2eqn)，單擊OK按鈕確認(rèn)并關(guān)閉對話框。

 6     設(shè)置邊界條件 

（1）單擊主菜單中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按鈕啟動的邊界條件面板。

（2）在邊界條件面板中，選擇inlet，Phase選擇phase-2，單擊Edit按鈕彈出邊界條件設(shè)置對話框。Velocity Magnitude輸入0.8。

在Multiphase選項(xiàng)卡中，Volume Friction中填入1，Boundary Value中Bin-3-friction中填入1，單擊OK按鈕確認(rèn)退出。

 7     初始條件 

（1）單擊主菜單中Solving→Initialization按鈕，彈出Solution Initialization（初始化設(shè)置）面板。

Initialization Methods中選擇Standard Initialization，單擊Initialize按鈕進(jìn)行初始化。

 8     計(jì)算求解 

（1）單擊主菜單中Solve→Run Calculation按鈕，彈出Run Calculation（運(yùn)行計(jì)算）面板。

在Time Step Zize中輸入0.001，Number of Iterations中輸入1000，單擊Calculate開始計(jì)算。

（2）計(jì)算收斂完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。

 9     結(jié)果后處理 

（1）雙擊C4欄Results項(xiàng)，進(jìn)入CFD-Post界面。

（2）單擊任務(wù)欄中 （云圖）按鈕，彈出Insert Contour（創(chuàng)建云圖）對話框，單擊OK按鈕進(jìn)入云圖設(shè)定面板。

（3）在Geometry（幾何）選項(xiàng)卡中Locations選擇symmetry 1，Variable選擇Phase 2.Mean Particle Diameter，單擊Apply按鈕創(chuàng)建腐蝕速率云圖。