離散相
關注創建者：砥力 創建時間：2019-11-19
離散相的視頻教程
基于離散相DPM模型的旋風分離器計算
1.ansys meshing網格劃分過程； 2.fluent通用穩態仿真過程； 3.DPM離散相模型講解、使用條件、范圍與參數設置過程； 4.CFD-POST后處理過程，氣相與離散相流動動畫輸出。
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fluent專家-離散相-案例1-管道內顆粒運動軌跡的模擬
fluent-離散相-案例1-管道內顆粒運動軌跡的模擬 案例簡介 本案例模擬顆粒隨著氣流流動時的變化軌跡及與管壁的碰撞，采用DPM模型進行模擬計算，模型如圖所示，直徑為50mm，長度為1000mm，球形顆粒直徑為1mm，攜帶球形顆粒的氣流以1m/s的速度從入口流入。 視頻從建模到最后結果后處理，全程錄制，讓大家可以自己按照視頻做出來 知識點：dpm模型、侵蝕模型、等等
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離散相的實例教程
關于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項目進行旋風分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風分離器進行穩態 CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子。考慮無阻力的單向耦合。這意味著流體相將通過阻力和湍流影響顆粒相，而顆粒相對氣相沒有影響。附Fluent案例文件
*.cas
離散相模型的使用僅限于低體積分數，除非使用密集的離散相模型公式。此外，對于離散相模型模擬，可以選擇比歐拉模型更先進的燃燒模型。若要考慮粒子分布，需要使用種群平衡模型或離散相模型和密集離散相模型。
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3、在剛體動力學分析中，用戶可以調用以下剛體變量： px, py, pz 剛體參考點的x, y, z坐標分量 vx, vy, vz 剛體參考點的x, y, z方向的速度分量 ax, ay, az 剛體參考點的x, y, z方向的加速度分量 eux, euy, euz 剛體的旋轉歐拉角 wx, wy, wz 剛體的旋轉角速度
4、在非等熱模型和非牛頓流體分析中，用戶可以調用的變量： theta 溫度
5、在非牛頓流體分析中，用戶可以調用的變量： gamma 切變率
6、在多相流中，用戶可以調用的變量： vof 液相體積分數
7、在離散相模型DPM分析中，用戶可以調用的流體相和離散相變量： particle_x, particle_y, particle_z 離散相粒子的x, y, z坐標分量 particle_vx, particle_vy, particle_vz 離散相粒子的x, y, z速度分量 particle_t 離散相粒子的時間 particle_vN 離散相粒子與固定碰撞時的法向速度分量 particle_vT 離散相粒子與固定碰撞時的切向速度分量 particle_vNDrift 離散相粒子與固定碰撞時的Drift法向速度分量 particle_vTDrift 離散相粒子與固定碰撞時的Drift切向速度分量 particle_diam 離散相粒子的直徑 fluid_x, fluid_y, fluid_z 流體相的x, y, z坐標分量 fluid_vx, fluid_vy, fluid_vz 流體相的x, y, z速度分量 fluid_sp 流體相的靜壓 fluid_vrt 流體相的渦量
8、在功能模擬界面FMI standard分析中，用戶可以調用輸入變量： fmu() FMU計算的輸入變量 那么在以上的變量定義和使用中
展開 兩相流：通常把含有大量固體或液體顆粒的氣體或液體流動稱為兩相流；其中含有多種尺寸組顆粒群為一個“相”，氣體或液體為另一“相”，由此就有氣—液，氣—固，液—固等兩相流之分。
兩相流的研究：對兩相流的研究有兩種不同的觀點：一是把流體作為連續介質，而把顆粒群作為離散體系；而另一是除了把流體作為連續介質外，還把顆粒群當作擬連續介質或擬流體。
引入兩種坐標系：即拉格朗日坐標和歐拉坐標，以變形前的初始坐標為自變量稱為拉格朗日Langrangian 坐標或物質坐標；以變形后瞬時坐標為自變量稱為歐拉Eulerian 坐標或空間坐標。
離散相模型
FLUENT在求解連續相的輸運方程的同時，在拉格朗日坐標下模擬流場中離散相的第二相；
? 離散相模型解決的問題：煤粉燃燒、顆粒分離、噴霧干燥、液體燃料的燃燒等；
? 應用范圍：FLUENT中的離散相模型假定第二相體積分數一般說來要小于10-12%（但顆粒質量承載率可以大于10-12%，即可模擬離散相質量流率等/大于連續相的流動）；不適用于模擬在連續相中無限期懸浮的顆粒流問題，包括：攪拌釜、流化床等；
? 顆粒-顆粒之間的相互作用、顆粒體積分數對連續相的影響未考慮；
? 湍流中顆粒處理的兩種模型：Stochastic Tracking，應用隨機方法來考慮瞬時湍流速度對顆粒軌道的影響；Cloud Tracking，運用統計方法來跟蹤顆粒圍繞某一平均軌道的湍流擴散。
展開 為了簡化物理模型用于模擬計算，所以本文假設經過軸向距離噴嘴出口0.07m 徑向截面的均為節流閃發的冷媒氣體和霧化后的稠密離散相霧滴的均勻混合物。因此，本文簡化物理模型，取霧化腔軸向距離噴嘴出口0.07m 之后的部分進行模擬計算，并分區進行結構化網格劃分，如圖7，采用歐拉兩相流和稠密離散相模型(DDPM)[15]進行計算，同時假設氣液兩相冷媒分液過程和外界是絕熱的。在上述條件下，建立分液過程的數學模型。
圖7 網格劃分
兩相冷媒分液過程中，其中兩相流連續性方程與式（1）~（3）相同，冷媒液滴的運動軌跡通過拉格朗日法計算，進出口邊界條件分別設為流量入口和壓力出口，其他邊界條件設為絕熱壁面邊界條件。
2.2 霧化節流后分液特性分析
為了分析蒸發溫度、冷凝溫度、過冷度對制冷劑分液特性的影響，同樣選取計算范圍為蒸發溫度5~15℃、冷凝溫度45~55℃、過冷度0~8K，選取兩個指標來評判分液特性，其一為各支路的最大離散相濃度（流量）偏差|Ci/Ca-1|max，其中：
其中，Ci是分液器第i 支路出口離散相濃度，Ca為出口平均離散相濃度，|Ci/Ca-1|max 越小，表示所有支管的最大離散相流量偏差越小。
另一指標是各出口離散相濃度（流量）的標準差STD，它能夠很好反映所有支路離散相流量與平均流量的偏離程度，也就是分液均勻性。
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您將掌握用于處理移動和變形邊界的動網格技術，用于模擬復雜液體和顆粒懸浮液的歐拉及離散相多相流仿真，以及在真實案例研究中應用的湍流模型（如 k-epsilon、k-omega RNG）、共軛傳熱和非穩態（瞬態）分析。通過逐步教程，您將學習如何使用尖端的 ANSYS 后處理工具提取、解釋和驗證仿真數據，包括速度、壓力、溫度、湍流強度、空化區域和混合時間等。
離散相邊界：所有壁面設置為trap（捕獲），出口設置為escape（逃逸）。
2.4 求解設置與除塵效率計算
計算采用基于壓力的耦合求解器，所有方程均采用二階迎風格式進行離散。除塵效率通過在文丘里進出口界面監測離散相的質量流量進行計算。
3.
，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：
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
文丘里混合器的混合性流場模擬8個月前
采用離散相模型進行計算，噴槍使用錐狀噴射進行模擬，噴射角度為90°，噴射距離為5m。
參考案例-多相流體-離散多相：翼型結冰
· 燃料電池汽車 (FCEV)：模擬燃料電池堆內部的化學反應、流動、傳質和傳熱過程，是燃料電池設計的核心工具。
參考案例-電化學-固體氧化物燃料電池
· 自動駕駛與傳感器清潔：模擬激光雷達、攝像頭等傳感器表面的污染情況，并設計高效的清潔噴嘴。
，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：
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
DPM|04邊界條件及后處理9個月前
Encas文件(EnSight Case Gold格式）支持導出至Ansys EnSight軟件
Encas文件包含導出過程中生成的所有相關粒子文件（包括幾何體、速度、標量、粒子和粒子標量文件）
粒子的平均變量
“Discrete Phase Model”對話框中的“Contour Plots for DPM Variables”選項包含用于啟用單元平均離散相變量進行后處理的選項
粒子注入（Particle Injection）
在CFD中，注入是指將離散的顆粒、液滴或氣泡引入連續相（流體）中
m這些顆?？梢源砀鞣N物質，如灰塵、花粉、燃料液滴等，它們的行為可以顯著影響整體流動
Fluent提供了幾種類型離散相的注入。離散相可以定義為特定的性質和分布，包括粒度分布的質量分數與直徑的關系。
DPM|02粒子追蹤設置9個月前
激活DPM
DPM模型激活有以下兩種方法
Interaction設置
當離散相跟連續相發生相互作用時，激活 Interaction with Continuous Phase option選項
在DPM Iteration Interval option中，指定粒子追蹤頻率及離散相模型源的更新頻率
Tracking Parameters設置
多相流模型|DPM01基礎知識9個月前
跟連續介質流體不同，這種離散相可以被單獨追蹤或成組追蹤
DPM中，需要定義兩種不同相，連續相跟顆粒相。兩相通過控制方程中的源相進行耦合。
DPM的物理模型
跟單相流一樣，連續相通過歐拉模型建模。拉格朗日模型用于追蹤顆粒相，并基于網格中流動的變量（速度 、密度等）調整顆粒的運動軌跡。
反過來，顆粒相也可以通過源項調整動量、溫度、組分等，影響連續相的流動。
