旋流分離器的案例
CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩(wěn)態(tài)仿真和瞬態(tài)仿真的區(qū)別
旋流分離器，普遍使用在各行業(yè)各領(lǐng)域。對(duì)于流體在旋流分離器內(nèi)的仿真工作，要根據(jù)實(shí)體工件設(shè)計(jì)目的而分別對(duì)待，制定不同的仿真模式。
如上圖，如果仿真目的是研究?jī)?nèi)部流體所表現(xiàn)出來(lái)的速度、壓力。仿真模塊選擇“流動(dòng)”即可。如果還要涉及湍能，物理模塊要增加“湍流”。使用穩(wěn)態(tài)較合適，穩(wěn)態(tài)模式主要研究流體達(dá)到穩(wěn)定的“常態(tài)”之后所表現(xiàn)出來(lái)的物理特性。不考慮流體達(dá)到穩(wěn)定之前的過(guò)程，即與時(shí)間無(wú)關(guān)。如上圖，旋流分離器內(nèi)的流體是穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，無(wú)論何時(shí)，狀態(tài)一致。
如果仿真目的除了上述速度、壓力、湍能，還要考慮隨流體一同流動(dòng)的“顆?！?，仿真模塊另外還要增加“粒子”，顆粒有多少種，粒子模塊就要增加多少個(gè)（注意，此粒子有具體質(zhì)量（密度&體積），與“流線”中無(wú)質(zhì)量的“粒子”有本質(zhì)的區(qū)別）。穩(wěn)態(tài)的仿真模式就不能勝任了，粒子（顆粒）在隨流體“流動(dòng)”過(guò)程中，粒子或沉積或隨波逐流而去，粒子和流體域隨時(shí)產(chǎn)生變化（注意，“隨時(shí)”兩個(gè)字），時(shí)間延長(zhǎng)則沉積越多，可供流體占用的空間越少，直到顆粒塞滿全部腔體。流體永遠(yuǎn)達(dá)不到常態(tài)的穩(wěn)定。所以仿真模式必須使用瞬態(tài)。瞬態(tài)仿真是建立在時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的仿真，其仿真結(jié)果第一要素是時(shí)間。
瞬態(tài)仿真結(jié)果，假設(shè)，自0開(kāi)始，第0.1秒結(jié)果、第0.2秒結(jié)果，第0.3秒結(jié)果... ..第1秒......第3秒，共計(jì)30個(gè)結(jié)果連續(xù)在一起，形成時(shí)間連續(xù)的動(dòng)畫，如上圖，就是30個(gè)粒子瞬態(tài)仿真結(jié)果。
那么，請(qǐng)問(wèn)，如果我想獲得一個(gè)表達(dá)3秒種的，相對(duì)質(zhì)量高的動(dòng)畫，應(yīng)該如何調(diào)整瞬態(tài)仿真呢？
播放時(shí)長(zhǎng)=仿真時(shí)長(zhǎng)，幀頻=24幀。格式MP4或者GIF。有興趣的朋友可以一試，本文附件為模型文件。
剛才出去吃飯，五個(gè)籠包飽了。想起一件事，一個(gè)朋友說(shuō)，能否在穩(wěn)態(tài)下仿真粒子的運(yùn)動(dòng)呢？手拿第六個(gè)籠包糾結(jié)了。五個(gè)籠包填飲肚皮，是我飯量的穩(wěn)定狀態(tài)。
展開(kāi) FLUENT旋流分離器模擬
文章來(lái)源：南流坊
【新聞】AICFD — 智能熱流體仿真軟件，正式發(fā)布！
圖1 一鍵式仿真計(jì)算流程
（2）面向工業(yè)設(shè)計(jì)的流體仿真功能
AICFD提供了工業(yè)設(shè)計(jì)中常用的流體仿真功能，流動(dòng)類型包括單相不可壓縮流動(dòng)、單相可壓縮流動(dòng)（支持亞音速、跨音速和超音速流動(dòng)）、傳熱、多相流等，它支持多區(qū)域的流動(dòng)和傳熱模擬，使得其可應(yīng)用于復(fù)雜工業(yè)流動(dòng)如葉輪機(jī)械和換熱器內(nèi)的流動(dòng)和傳熱仿真。AICFD提供多種穩(wěn)健的數(shù)值格式和邊界條件以及常用的物理模型，它為能源動(dòng)力、船舶海洋、航空航天和汽車等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)通用的熱流體仿真手段。
圖2 豐富的流體仿真功能
（3）快速智能仿真和實(shí)時(shí)仿真
目前商用仿真軟件的仿真時(shí)間較長(zhǎng)，通常需要幾小時(shí)，幾天甚至幾周的時(shí)間。AICFD采用人工智能技術(shù)等方法加速仿真計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)仿真，大大提高了仿真效率。對(duì)于特定模型的仿真，通過(guò)仿真技術(shù)和人工智能技術(shù)的深度結(jié)合實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真。快速智能仿真和實(shí)時(shí)仿真方法使得AICFD可作為設(shè)計(jì)人員日常使用的智能仿真工具。
圖3 快速智能仿真和實(shí)時(shí)仿真
（4）通用性和可擴(kuò)展性
AICFD作為一款通用的熱流體仿真軟件，其核心計(jì)算模塊的通用性使得它有很寬的應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí)對(duì)于專用仿真領(lǐng)域的仿真，通過(guò)對(duì)其仿真過(guò)程的深入分析可進(jìn)一步優(yōu)化仿真模塊，從而提高仿真的精度和操作的便捷性。
（5）友好的人機(jī)交互界面，跨平臺(tái)支持
AICFD提供基于客戶端的圖形界面，可滿足復(fù)雜重量級(jí)的仿真計(jì)算需求。同時(shí)它支持跨平臺(tái)，可提供Windows和Linux發(fā)行版本。
實(shí)際案例
（1）旋流分離器
本案例為旋流分離器，它是一種常見(jiàn)的分離分級(jí)設(shè)備，采用離心沉降原理去除掉流體中的物質(zhì)顆粒。該案例涉及的流動(dòng)為不可壓流動(dòng)，流體從進(jìn)口進(jìn)入旋流分離器向下回旋至底部，然后向上回旋從出口排出。
展開(kāi) 基于離散元仿真軟件DEMms的雙錐水力旋流器-顆粒分離性能分析
在多相流顆粒分離研究領(lǐng)域，精確模擬顆粒運(yùn)動(dòng)行為一直是技術(shù)攻關(guān)的核心難題。兩段錐形水力旋流器作為關(guān)鍵分離設(shè)備，其底流管直徑與入口速度對(duì)分離性能的影響機(jī)制復(fù)雜，亟需高精度模擬技術(shù)予以揭示。基于此，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)氣-液-固三相湍流模擬方法（VOF - RSM - DEM），其中自主研發(fā)的 DEMms 軟件，憑借獨(dú)特的算法架構(gòu)與模擬能力，成為攻克該難題的核心技術(shù)支撐。
創(chuàng)新算法架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)顆粒運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn)建模
DEMms 軟件基于離散元法構(gòu)建核心算法體系，深度融合牛頓第二定律與歐拉第二運(yùn)動(dòng)定律，為顆粒的平移與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供精確的動(dòng)力學(xué)描述。在顆粒與流體、顆粒與顆粒及壁面的交互過(guò)程中，軟件通過(guò)多物理場(chǎng)耦合算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)曳力、升力、碰撞力等復(fù)雜作用力的實(shí)時(shí)計(jì)算。
值得一提的是，軟件引入的隨機(jī)跟蹤模型，采用拉格朗日隨機(jī)軌道理論，能夠準(zhǔn)確捕捉瞬時(shí)湍流速度脈動(dòng)對(duì)顆粒軌跡的影響，使模擬結(jié)果與實(shí)際工況的吻合度大幅提升。通過(guò)這種精細(xì)化的算法設(shè)計(jì)，DEMms 軟件成功將顆粒運(yùn)動(dòng)模擬精度提升至新高度。
嚴(yán)謹(jǐn)驗(yàn)證流程，確保模擬結(jié)果可靠性
為驗(yàn)證 DEMms 軟件在三相湍流模擬體系中的有效性，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系統(tǒng)性驗(yàn)證工作。
以標(biāo)準(zhǔn)旋流器為研究對(duì)象，通過(guò)網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證，確定了最優(yōu)網(wǎng)格劃分方案，有效避免因網(wǎng)格誤差導(dǎo)致的模擬偏差。在與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比中，軟件模擬的切向速度、軸向速度與實(shí)際測(cè)量值呈現(xiàn)高度一致性，壓降和液體分流比的相對(duì)誤差控制在工程可接受范圍內(nèi)，分離效率曲線的擬合度也達(dá)到理想水平。
這種從算法設(shè)計(jì)到模擬驗(yàn)證的全流程技術(shù)把控，充分證明了 DEMms 軟件在水力旋流器流體動(dòng)力學(xué)行為及分離性能模擬方面的可靠性與準(zhǔn)確性。
深度應(yīng)用剖析，挖掘分離性能關(guān)鍵規(guī)律
依托 DEMms 軟件構(gòu)建的高精度模擬體系，研究人員對(duì)兩段錐形水力旋流器展開(kāi)深入研究。
展開(kāi) 
OpenFOAM基于DPM方法計(jì)算旋流分離器，包含算例全部OpenFOAM計(jì)算文件 ￥30
OpenFOAM基于DPM方法計(jì)算旋流分離器，包含算例全部OpenFOAM計(jì)算文件
某超凈除塵除霧塔在二級(jí)旋流器影響下，塔體出現(xiàn)振動(dòng)，在不影響效率的情況下，減少旋流器葉片，增加風(fēng)機(jī)頻率，分析塔體的風(fēng)速值及對(duì)振動(dòng)的影響 ￥20
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本次模擬對(duì)象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風(fēng)機(jī)位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運(yùn)行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級(jí)旋流除霧器，共24個(gè)旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)，當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率＞37Hz時(shí)，塔體開(kāi)始出現(xiàn)晃動(dòng)，經(jīng)討論，塔體出現(xiàn)晃動(dòng)的原因可能與風(fēng)機(jī)頻率增加，風(fēng)量加大，上述旋流除霧器處離心風(fēng)速過(guò)高所致，因此，若要同時(shí)滿足大的處理風(fēng)量，且規(guī)避塔體晃動(dòng)，需通過(guò)切割部分旋流葉片，以保證離心風(fēng)速在塔體晃動(dòng)的臨界值以內(nèi)。現(xiàn)通過(guò)CFD流體仿真對(duì)本設(shè)備內(nèi)煙氣流場(chǎng)進(jìn)行可視化，并在不同風(fēng)量下，切割適當(dāng)數(shù)量的旋流葉片，以確保上述旋流除霧器的離心風(fēng)速和阻力在臨界值以內(nèi)。
二、模擬內(nèi)容
當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率為37Hz時(shí)，除霧塔出口煙氣量為350000m3/h，此時(shí)，塔體未出現(xiàn)晃動(dòng)；當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率分別增加至40Hz，45Hz，50Hz，除霧塔出口煙氣量分別為378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h；現(xiàn)計(jì)算上述4種風(fēng)量下的旋流除霧離心風(fēng)速及阻力，以350000m3/h風(fēng)量下的模擬結(jié)果為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別對(duì)378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h這三種風(fēng)量下的旋流器進(jìn)行葉片切割，以確保這3種風(fēng)量下的離心風(fēng)速與評(píng)價(jià)指標(biāo)接近，滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)。
三、計(jì)算模型及邊界條件
3.1 模型建立
根據(jù)除塵除霧塔規(guī)格，按除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 除塵除霧塔三維模型
in02為旋流除霧器前壓力監(jiān)測(cè)面。
3.2 邊界條件
計(jì)算參數(shù)如下，共4種煙氣量，煙氣溫度為40℃。進(jìn)口邊界條件為速度進(jìn)口，出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，壁面函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，固壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面，塔體中三層除霧器設(shè)置為多孔介質(zhì)邊界。
展開(kāi) 起草CREO流體仿真（或結(jié)構(gòu)仿真）報(bào)告的幾點(diǎn)建議
XXX梁整體計(jì)算20211111.doc
旋流分離器的仿真報(bào)告.docx
旋流器、旋轉(zhuǎn)流化床等化工設(shè)備的多相流分析
TASK
l 計(jì)算旋流器中氣液固三相的分布，得出顆粒分級(jí)曲線，為改進(jìn)旋流器構(gòu)造提供依據(jù)；
l 計(jì)算旋轉(zhuǎn)流化床中的炭顆粒分布，傳熱性質(zhì)。
SOLUTION
主要技術(shù)挑戰(zhàn)
l 內(nèi)流場(chǎng)為高速旋轉(zhuǎn)流，計(jì)算工作量大，流場(chǎng)的速度分布不難以精確展現(xiàn)。
l 既要考慮到主流場(chǎng)的液體流動(dòng)，還要模擬出旋流器中心形成的空氣柱現(xiàn)象，準(zhǔn)確捕捉氣液交界面。
l 需要考慮顆粒的噴射參數(shù)對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響，考慮顆粒-顆粒之間的相互作用。
解決方案
l 用ANSYS Fluent高級(jí)的湍流模型——大渦模擬的方法模擬旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)
l 用VOF的方法模擬出旋流器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)旋流器中的空氣柱、用modified HRIC高精度分界面模型捕捉氣液分解面
l 用DPM方法模擬固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，并且用DPM UDF自定義顆粒-顆粒間的相互作用
l 用歐拉-歐拉模型模擬旋轉(zhuǎn)床中的顆粒分布
結(jié)論
得到不同操作條件下旋流器中的高速旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)，很好吻合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
得到旋流器運(yùn)轉(zhuǎn)中空氣柱的分布
通過(guò)統(tǒng)計(jì)顆粒排除情況，獲得顆粒分級(jí)曲線
Customer Benefit
基于操作狀態(tài)的分析結(jié)果，優(yōu)化最佳的旋流器、旋轉(zhuǎn)流化床設(shè)計(jì)參數(shù)，使得運(yùn)轉(zhuǎn)中的能耗降低；同時(shí)，為設(shè)計(jì)不同用途，如分離細(xì)微顆粒、得到最佳階段率、高效液液分離等的新型旋流器提供技術(shù)支撐。
旋流器中顆粒瞬態(tài)分布
旋轉(zhuǎn)流化床設(shè)備網(wǎng)格
旋轉(zhuǎn)流化床不同截面位置煤炭顆粒分布情況
展開(kāi) ICEM-旋流器結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格 ￥5
對(duì)于這樣的旋流風(fēng)機(jī)劃分網(wǎng)格經(jīng)驗(yàn)介紹
ICEM-旋流器類似的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格
對(duì)于旋流器的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格難點(diǎn)在于模型的相切，類似下面的這樣的結(jié)構(gòu)其實(shí)可以采用O塊劃分（旋流入口部分采用O網(wǎng)格）！
CREO FLOW ANALYSIS 流體仿真一點(diǎn)心得和案例（一）
今天以內(nèi)流場(chǎng)案例開(kāi)始介紹我的操作和心得，如有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家指出。
先出一張成果輸出圖吧：
第一步：安裝CREO7，建立模型，關(guān)于該模型，在很多資料里介紹存在偏差，由于本人之前使用過(guò)該產(chǎn)品，所以在此對(duì)該主品的大致用途予以說(shuō)明，
該產(chǎn)品是內(nèi)空容器，獎(jiǎng)杯形，側(cè)方一個(gè)口，頂部一個(gè)口，模型名稱是“旅游分離器”，可對(duì)進(jìn)入該容器的混合流體進(jìn)行分離，輕質(zhì)流體由頂部溢出，重質(zhì)流體由下部收納或流出。其剖面如下：
模型功能及外觀如下圖所示：
對(duì)該模型的流仿真操作，首先建立模型，本人是實(shí)體旋轉(zhuǎn)草繪，尺寸未作設(shè)定，大概形狀是這個(gè)樣子就可以了。
獎(jiǎng)杯成型，如下圖：
實(shí)體草繪進(jìn)料口，注意進(jìn)料口內(nèi)則不宜超過(guò)出料口外徑，否則，混合流體尚未分離便溢出，違背該產(chǎn)口的設(shè)計(jì)意圖了。
對(duì)實(shí)體模型抽殼，注意要預(yù)留出兩個(gè)口。
正式流體仿真操作現(xiàn)在才開(kāi)始，看官勿噴~~
檢查模型形狀無(wú)誤后，點(diǎn)擊“應(yīng)用程序”內(nèi)的“flow analysis”，進(jìn)入流仿真模塊。
進(jìn)入程序后，需要新建一個(gè)流體仿真的項(xiàng)目，接下來(lái)的操作，都是針對(duì)該項(xiàng)目的，一個(gè)模型，可以反復(fù)建立多個(gè)項(xiàng)目，
在新的項(xiàng)目里，首先要把模型指定給本項(xiàng)目，不同的仿真目的，指定不同的模型。假設(shè)，這個(gè)旋流分離器不是一個(gè)零件，而是由多個(gè)零件裝配，那就應(yīng)該選擇多個(gè)零件才能對(duì)整個(gè)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行仿真，再假設(shè)，如果我們只仿真最下面的收納倉(cāng)，那只選擇收納倉(cāng)進(jìn)入仿真項(xiàng)目就好了。當(dāng)然，本案例的模型是一個(gè)零件。
點(diǎn)擊“選擇仿真域”后，可以分別選擇流體元件和實(shí)體元件，本案直接選擇實(shí)體元件，可屏幕直選，可模型樹(shù)內(nèi)點(diǎn)選：大家在操作的時(shí)候，可以都試一下。
選擇好的模型，顏色被加亮，點(diǎn)擊浮動(dòng)窗口的確定后，才正式被軟件列入到實(shí)體元件清單內(nèi)。
展開(kāi) 
分享一個(gè)旋流器的數(shù)值計(jì)算及網(wǎng)格劃分
旋風(fēng)除塵器建模、結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分、數(shù)值模擬
CREO FLOW 流仿真一點(diǎn)心得和案例（一）
今天以內(nèi)流場(chǎng)案例開(kāi)始介紹我的操作和心得，如有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家指出。
先出一張成果輸出圖吧：
第一步：安裝CREO7，建立模型，關(guān)于該模型，在很多資料里介紹存在偏差，由于本人之前使用過(guò)該產(chǎn)品，所以在此對(duì)該主品的大致用途予以說(shuō)明，
該產(chǎn)品是內(nèi)空容器，獎(jiǎng)杯形，側(cè)方一個(gè)口，頂部一個(gè)口，模型名稱是“旅游分離器”，可對(duì)進(jìn)入該容器的混合流體進(jìn)行分離，輕質(zhì)流體由頂部溢出，重質(zhì)流體由下部收納或流出。其剖面如下：
模型功能及外觀如下圖所示：
對(duì)該模型的流仿真操作，首先建立模型，本人是實(shí)體旋轉(zhuǎn)草繪，尺寸未作設(shè)定，大概形狀是這個(gè)樣子就可以了。
獎(jiǎng)杯成型，如下圖：
實(shí)體草繪進(jìn)料口，注意進(jìn)料口內(nèi)則不宜超過(guò)出料口外徑，否則，混合流體尚未分離便溢出，違背該產(chǎn)口的設(shè)計(jì)意圖了。
對(duì)實(shí)體模型抽殼，注意要預(yù)留出兩個(gè)口。
正式流體仿真操作現(xiàn)在才開(kāi)始，看官勿噴~~
檢查模型形狀無(wú)誤后，點(diǎn)擊“應(yīng)用程序”內(nèi)的“flow analysis”，進(jìn)入流仿真模塊。
進(jìn)入程序后，需要新建一個(gè)流體仿真的項(xiàng)目，接下來(lái)的操作，都是針對(duì)該項(xiàng)目的，一個(gè)模型，可以反復(fù)建立多個(gè)項(xiàng)目，
在新的項(xiàng)目里，首先要把模型指定給本項(xiàng)目，不同的仿真目的，指定不同的模型。假設(shè)，這個(gè)旋流分離器不是一個(gè)零件，而是由多個(gè)零件裝配，那就應(yīng)該選擇多個(gè)零件才能對(duì)整個(gè)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行仿真，再假設(shè)，如果我們只仿真最下面的收納倉(cāng)，那只選擇收納倉(cāng)進(jìn)入仿真項(xiàng)目就好了。當(dāng)然，本案例的模型是一個(gè)零件。
點(diǎn)擊“選擇仿真域”后，可以分別選擇流體元件和實(shí)體元件，本案直接選擇實(shí)體元件，可屏幕直選，可模型樹(shù)內(nèi)點(diǎn)選：大家在操作的時(shí)候，可以都試一下。
展開(kāi) 【年終系列實(shí)例EX3】基于FLUENT進(jìn)行旋風(fēng)分離器流場(chǎng)計(jì)算
1 實(shí)例說(shuō)明
在上一個(gè)案例中，我們利用ICEM CFD對(duì)旋風(fēng)分離器幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。本案例將演示如何利用FLUENT對(duì)旋風(fēng)分離器分離過(guò)程進(jìn)行CFD計(jì)算。主要使用離散相模型模擬氣固分離過(guò)程。
2 問(wèn)題說(shuō)明
旋風(fēng)分離器主要用于氣固分離，其利用介質(zhì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而使介質(zhì)分離。本案例要計(jì)算的旋風(fēng)分離器網(wǎng)格模型及邊界條件如圖所示，底流口可近似采用wall邊界，在使用DPM模型過(guò)程中，設(shè)置wall為trap類型。
圖1計(jì)算網(wǎng)格及邊界條件
3 詳細(xì)設(shè)置步驟
Step 1：加載FLUENT模塊
如圖2所示，在B2單元格上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Transfer Data To New，在下級(jí)菜單中選擇Fluent，加載FLUENT模塊。
圖2加載ICEM CFD模塊
加載FLUENT模塊后的數(shù)據(jù)流程如圖3所示。
圖3加載后的數(shù)據(jù)流程
Step 2：?jiǎn)?dòng)FLUENT
雙擊C2單元格，啟動(dòng)FLUENT。
圖4選擇雙精度計(jì)算
Step 3：General設(shè)置
點(diǎn)擊模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)General，如圖5所示。主要檢查網(wǎng)格質(zhì)量、模型尺寸等。
圖5 General設(shè)置
Step 4：模型設(shè)置
旋風(fēng)分離器流場(chǎng)涉及到強(qiáng)旋轉(zhuǎn)、各向異性湍流，目前大多數(shù)采用雷諾應(yīng)力模型進(jìn)行湍流模擬。由于雷諾應(yīng)力模型計(jì)算量大，收斂較為困難，計(jì)算時(shí)可以采用RNG K-E湍流模型，待收斂后再改用雷諾應(yīng)力模型。如圖6所示，采用RNG K-E模型及標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
圖6采用RNG湍流模型
Step 5：Materials設(shè)置
單相計(jì)算采用空氣進(jìn)行計(jì)算。默認(rèn)設(shè)置即可。
展開(kāi) 2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于 Ansys Fluent 的旋流解吸器氣液傳質(zhì)強(qiáng)化與 PBM 仿真研究
作品名稱：基于 Ansys Fluent 的旋流解吸器氣液傳質(zhì)強(qiáng)化與 PBM 仿真研究
作者： 李炎杰 | 華東理工大學(xué) 碩士研究生
關(guān)鍵詞：平板旋流解吸器，Ansys Fluent，群體平衡模型（PBM），硫化氫脫除
作者說(shuō)
從平板旋流解吸器研發(fā)實(shí)踐看，Ansys Fluent 的多相流與群體平衡模型（PBM）耦合能力，精準(zhǔn)攻克了旋流場(chǎng)中氣泡破碎、聚并及氣液傳質(zhì)耦合等微觀瞬態(tài)過(guò)程的觀測(cè)難題。其參數(shù)化仿真功能，讓射流口、旋流腔等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化迭代擺脫了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的桎梏，可直接通過(guò)仿真定量分析驗(yàn)證。而仿真與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的高度契合，不僅筑牢了模型可靠性根基，更幫我們實(shí)現(xiàn)從 “現(xiàn)象觀察” 到 “機(jī)制解析” 的跨越，深刻體會(huì)到 Ansys 工具在突破實(shí)驗(yàn)邊界、加速新型氣液分離設(shè)備研發(fā)中的獨(dú)特賦能。
氣液傳質(zhì)分離是化工、環(huán)保領(lǐng)域硫化氫脫除的核心過(guò)程，廣泛應(yīng)用于油氣凈化、廢水處理等工業(yè)場(chǎng)景。傳統(tǒng)脫氣技術(shù)如篩板塔、填料塔依賴重力場(chǎng)驅(qū)動(dòng)傳質(zhì)，存在氣液接觸不充分、脫除效率低、能耗高的問(wèn)題，且實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)、成本高昂。本研究設(shè)計(jì)新型平板旋流解吸器（PCD），通過(guò)旋流場(chǎng)強(qiáng)化氣液剪切與混合效應(yīng)突破傳統(tǒng)局限。華東理工大學(xué)依托 Ansys Fluent 仿真平臺(tái)，耦合多相流模型與群體平衡模型，精準(zhǔn)模擬旋流場(chǎng)中氣泡破碎、聚并動(dòng)態(tài)及傳質(zhì)規(guī)律，快速迭代優(yōu)化射流口尺寸、旋流腔高度等關(guān)鍵參數(shù)。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)高度吻合，最終實(shí)現(xiàn)硫化氫脫除效率 75.7%，體積傳質(zhì)系數(shù)較傳統(tǒng)設(shè)備提升 5-13 倍，大幅縮短工業(yè)氣液分離設(shè)備的研發(fā)周期與試錯(cuò)成本。
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