混合物沉降的案例
[案例分析]STARCCM+入門系列之——混合物沉降
1、問題描述
本案例演示了如何在STAR-CCM+
中為混合物沉降建模。在該模型中，模擬了瑞利一泰勒不穩定性，即矩形試驗池中較重的水相在較輕的乙烷相之上。
本案例采用了多流態模型，該模型將VOF
模型和歐拉多相模型的優勢集于一個模型中。多流態模型以與VOF模型類似的方式獲得清晰的自由表面。但是，如果液滴或氣泡比網格可以求解的小，多流態模型將其作為離散相處理。此方法與大漩渦模擬
(LES)
模型類似，在該模型中，求解大于方格的尺度，并對次網格尺度建模。使用二維網格來表示該相。在此模擬中使用的幾何如下所示：
2、軟件設置
（1）本案例流體是層流。在此模擬中，設置簡單層流來研究沉降箱中具有不同密度的兩相的分離。使用歐拉多相選項可以定義兩相，并使用分離多相選項來定義兩相如何進行相互作用。本案例物理連續體的設置如下：
（2）在物理連續體的歐拉多相節點為多相流創建水和乙烷兩相。選擇與每相關聯的模型。乙烷和水相均按液體建模，且規定它們具有恒定的密度。在選擇相模型后，可以為每相設置材料特性。
（3）定義相間相互作用。選擇與每相關聯的模型。確定輕重流體相之間的相互作用。使用多相交互作用模型，可確定水和乙烷相之間的相互作用。水相指定為連續相，而乙烷相指定為離散相。右鍵點擊Models
>Multiphase
Interaction
>
Phase
Interactions，新建一個相間相互作用，并選擇相應的物理模型，如下：
（4）設定初始條件和基準值：創建場函數確定每相初始體積分數。
在Physics
1
>
Models>
Eulerian
Multiphase
>
Eulerian
Phases節點，為水和乙烷賦初值；
（5）設置求解器參數和停止條件。
展開 混合懸浮液中顆粒的沉降數值模擬 ￥1500
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了管中內合懸浮液受到重力作用下的顆粒自由沉降過程，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/619931c1eb234fabb9b2b5a4a8200bc5.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開 二元混合融鹽物性問題
想查KNO3 40% wt+NaNO3 60% wt的物性參數
GB/T151氣液混合物為何要設置防沖板？
對于氣液混合物，GB/T151的規定有如下規定：
究其原因，是氣泡沖刷腐蝕破壞在作怪。
一般情況下，水在一個標準大氣下時會變成水蒸氣，而水的沸點會隨著壓力的降低而降低，當壓力降至2.3 kPa左右時，水在常溫下就會汽化，形成氣泡。在實際運行過程中，承壓設備內的壓力遠大于一個標準大氣壓。當液體壓力降低、速度增大或者溫度升高等情況下，液體中會產生氣泡。
氣泡隨著液體流動，進入超過臨界壓力或者碰撞材料表面時，氣泡潰滅。潰滅的過程是極短的，對壁面產生液壓沖擊、機械力并伴有高溫，長期作用使壁面形成破壞區，一旦流體中存在腐蝕介質，材料將發生加速侵蝕。
氣泡大小、形狀、潰滅特性、氣相濃度、體積分率等，都會影響氣泡顆粒對材料的腐蝕。氣泡的沖擊會造成材料表面出現凹凸不平的潰滅點坑，是材料腐蝕的起始誘因。
當材料表面受到連續不斷由氣泡潰滅產生的沖擊作用時，將會導致材料疲勞失效，而流體的流動沖刷材料表面的保護膜，形成一系列點坑。
造成氣泡沖刷腐蝕破壞的機理主要有兩個：
一、沖擊波理論，該理論認為空泡腐蝕是由于流體在氣泡潰滅時所形成的沖擊波將其所產生的巨大壓強作用到材料壁面，造成腐蝕破壞。沖擊波傳遞到壁面會產生脈沖應力，產生局部塑性變形失效，經氣泡的連續沖擊最終導致材料破壞。
二、微射流理論，該理論認為，靠近固體表面的氣泡，在受到壓力收縮潰滅時，在氣泡的爆破點處，將推動一束液體流沖向表面，引起金屬表面膜的破壞和金屬的塑性變形。此外，氣泡潰滅的瞬間，具有很高的壓力和溫度，其爆破中心處產生的沖擊波能直接破壞材料表面，使其熔化。
展開 
光纖折射率在油水混合物濃度檢測的設備中的應用
油水混合物檢測裝置能夠提升檢測裝置的靈敏度和檢測精度,且能夠兼顧油,水含量檢測準確性,從而能夠提升油水混合物檢測裝置的使用效果。FRI是一種光纖折射率傳感器，為業內現有應用提供了更好更可靠的折射率測量，同時，該傳感器也具備惡劣條件下持續在線監控流體折射率的新擴展能力。此類傳感器是測量工業、化學和食品加工過程中流體折射率的理想產品。它們也常被用來測量油濃度比例。對于儀器行業的工程師而言，這種經現場驗證的解決方案無疑是一種寶貴的資產。
工采網的一款加拿大FISO光纖折射率傳感器- FRI基于沖液Fabry-Perot光學腔體的長度變化，以精確測定流體的折射率。沖液Fabry-Perot光學腔體的長度與流體樣品的折射率呈正比。因此，采用白光干涉技術測量Fabry-Perot腔體長度，即可測定折射率。我們能夠提供兩種FRI光纖折射率傳感器型號: FRI-BA 和FRI-NP。前者為小型迷你封裝，后者為堅固的不銹鋼封裝，適合工業領域的應用。
此外，FRI傳感器還可在不同的溫度、EMI和其他條件變化的環境下正常工作。在任何涉及流體化學和流體質量控制的應用中，包括冷卻系統，上述研發部門的工程師們可能需要通過在一段時間內，監控具體特性的性能來改善過程和產品技術。而在運行過程、制造過程或產品的整個生命周期，特定的產品性能變化將在折射率上表現出來。使用FRI折射率傳感器，可在挑戰惡劣環境中對目標展開全面的折射率分析。即使在惡劣的溫度、EMI、濕度環境和多變的簡易標定情況下，光纖信號調理器依然具備測量折射率的能力。
展開 FireEx winvevtV4.0防爆設備灰塵氣體和混合物計算
HTRI Xchanger Suite v6.0 SP3 Full-ISO 1CD（中文漢化版，包含全部6個模塊，系統流程模擬和方針應用軟件）
HTRI.Xchanger.Suite.V6.00SP3中文版 換熱器計算軟件,支持WIN7 X64
軟件Delcam_Crispin_Engineer_2014_R1_SP1\
Cadence INCISIV 14.10.014 Linux版
Elevate_601電梯設計軟件
CADMeister.v6.1-ISO 1DVD中文版，沖模設計軟件
Landmark StressCheck 2000.1.rar
Bentley.PULS.XM.V8.9.0.28 數字管道脈動分析
FireEx winvevtV4.0防爆設備灰塵氣體和混合物計算
Plaxis 3D Foundation V1.6
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PC-Crash.v8.0-ISO 1DVD(交通事故現場重現仿真測試軟件)
CrossLight Apsys v2003.12.19 1CD（電子.光學激光2D/3D有限元分析及模形化裝置軟件
Visual Vessel Design 2015 1CD(視覺容器設計
CYME.CYMDIST
SprutCAM.v9.0 1CD
walkinside3.5實環境模擬
PVTsim v20.0-ISO 1CD多用途PVT模擬軟件
Lectra.DesignConcept.3D.v3R1c.Multilanguage-ISO 2CD軟裝飾設計軟件
IAR.Embedded.Workbench.for.PIC18.V2.12A
展開 科研進展｜冰如何促進冰巖碎屑流的運動性：來自顆粒狀冰-巖混合物斜槽流離散元模擬的見解
冰巖碎屑流中的巖石和冰具有不同的物理性質，例如顆粒大小、密度、摩擦等，導致巖石和冰在混合物中產生冰巖分選行為從而影響其運動性。
然而，目前我們對于冰如何影響冰巖碎屑流的運動性尚知之甚少
。
我們通過離散元方法進行了一系列數值實驗，以量化巖-
冰粒徑比和含冰量對冰巖分選和混合物運動性的影響。
結果表明，巖-冰粒徑比和體積含冰量決定了冰的空間分布，從而通過控制顆粒碰撞應力與庫侖摩擦應力的比值來影響冰巖混合物的運動性。與傳統認知不同的是，我們發現在某些情況下，冰的空間分布可以對混合物的運動性產生比體積含冰量更大的影響。
展開 使用多物理場仿真分析廢水污染物在二次沉淀池中的去除過程
湍流可以阻止絮凝物的形成，還會沖散在向池底沉降的過程中形成的絮凝物，導致很小的顆粒隨水流通過外圍出口排出。由于湍流迅速地將微小顆粒從水池中心輸送到邊緣，顆粒根本就來不及沉淀（或者形成絮凝物后沉降）。為了避免混入顆粒，所以常規沉淀池的外圍出口非常大。半徑越大，流速明顯降低，湍流和湍流混合也隨之減少，通過沉淀池出口的每條水流可以停留更長時間（為顆粒提供充足的沉降時間）。
二次沉淀池模型的三維視圖。藍色流線表示澄清水可能流經的路徑，深黃色流線表示分散固相的路徑，它由體積小、質量重的顆粒組成。水流裹挾顆粒向前運動，但水流向上急轉后，較大的密度迫使質量重的顆粒從池底流向排污口。
通過使用 COMSOL Multiphysics? 軟件附加的“CFD 模塊”對圓形二次沉淀池進行建模，我們可以研究不同因素如何影響廢水污染物的去除過程。
使用 COMSOL Multiphysics? 對二次沉淀池中的流動建模
二次沉淀池的模型幾何的直徑為 24 m，深度在 3.3~4 m 之間。由于模型呈軸對稱，我們可以將三維幾何模型簡化為二維軸對稱模型（見下圖）。如下圖所示，入口位于沉淀池中心的進水井底部。固體與水的混合物通過入口以噴射的形式進入沉淀池。池內有兩個出口：底部的污泥出口和供澄清水流出的外圍出口。因為流速非常緩慢，我們可以假設水面為水平平面。
二維圓形沉淀池的幾何形狀。
我們假設包括絮凝物在內，顆粒均為球形，大小相同，且形成了所謂的分散相。我們將 k-ε 湍流模型與兩相流混合物模型結合使用，后者使用重力作為體積力。初始條件是整個沉淀池的速度、相對壓力和固相體積分數均為零。
展開 STAR-CCM+在工業攪拌行業的應用
</p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例-多相流體：VOF：重力驅動流體，歐拉：混合物沉降，歐拉：曝氣池脫氣</strong></p><p>5. 運行計算：提交到求解器進行計算。MRF方法較快，Sliding Mesh較慢。</p><p>6. 后處理與結果分析：</p><p> · 可視化：生成速度矢量圖、流線圖、等值面圖、動畫等。</p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);">參考案例-不可壓縮流：求解錄制和播放：渦流脫落</strong></p><p><strong style="color: rgb(0, 176, 80);"><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20250907170158-a.png?imageView2/0" alt="a.png"></strong></p><p><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20250907165415-05.png?imageView2/0" alt="05.png"></p><p> · 定量分析：繪制速度、剪切率、濃度等參數的云圖；計算功率、混合時間、均勻度等關鍵性能指標（KPIs）。</p><p> · 生成報告。</p><p><br></p><p>四、 優勢總結</p><p>· 降低成本：大幅減少實驗次數和原型制造成本。</p><p>· 縮短周期：加速從概念設計到產品投產的整個流程。</p><p>· 深化理解：提供設備內部全流場的詳細信息，這是實驗測量難以全面獲得的。
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