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關注創建者:牛魔王 創建時間:2020-06-19
fluent多孔介質的視頻教程
多孔介質非熱平衡模型換熱問題的探究
主題:多孔介質非熱平衡模型換熱問題的探究 問題所在:在使用fluent內置多孔介質非熱平衡模型時,多孔介質域與殼體間涉及的面無耦合設置,即熱量無法傳遞到殼體。同樣,當外界存在換熱時也無法對多孔介質內部流體域及多孔介質域溫度場產生影響。
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fluent多孔介質的實例教程
一、資料(共五個):
1、(案例見二、2)
Fluent計算多孔介質模型資料.pdf
2、
Fluent多孔介質設置.pdf
3、
多孔介質-Fluent模擬.doc
4、
多孔介質參考資料.doc
5、這個是我自己整理網上的兩個問題,有興趣的話可以看一下。
fluent多孔介質資料搜集.doc
(①用fluent計算,多孔介質的數值模擬是怎么設置的?
②求教fluent中多孔介質使用的公式應該如何確定?)
二、案例(共兩個):
1、fluent自帶的幫助案例;
(見一樓)
2、資料1所用案例。
porous20media20e_1211687028.rar
展開 fluent中多孔介質設置和算例
fluent中多孔介質設置問題和算例.doc
fluent中多孔介質設置問題和算例.doc
多孔介質是指內部含有眾多空隙的固體材料,如土壤、煤炭、木材、過濾器、催化床等。若采用詳細的模型結構及網格劃分處理,則會因為過多的網格數目而使計算量非常大,不能滿足工程上的實際需求,而多孔介質模型實質上是將多孔介質區域結合了以經驗假設為主的流動阻力,即動量源項。
圖1 多孔介質模型的應用
ANSYS Fluent中可將所需區域設定為多孔介質模型(見圖2),在cell zone conditions中勾選porous zone(通常認為在多孔介質模型內由于阻力原因,流動狀況為層流,故而同時勾選laminar zone)。在其界面中,可設置方向、粘性阻力系數、慣性阻力系數以及孔隙率等參數。其中粘性阻力系數及慣性阻力系數可通過多種方式確定其具體數值,如試驗法(風速及壓降的曲線擬合)、Ergun方程法、經驗方程法等等。
圖2 ANSYS Fluent中多孔介質模型的設置界面
通過一個簡單的仿真案例進行描述:一個用于汽車尾氣凈化的催化劑裝置,其中類似蜂窩結構的區域可認為是多孔區域模型(見圖3)。在ANSYS Fluent中設置求解器、材料、多孔區域、邊界條件等,初始化后進行仿真計算(多孔介質問題的初始化應采用standard initialization,見圖4)。
展開 現實生活中常會碰到多孔介質的問題,如水處理中常會碰到的篩網、過濾器,環境工程中的土壤等,此類問題的特點在于幾何孔隙非常多,建立真實幾何非常麻煩。在流體計算中通常對此類問題進行簡化,將多孔區域簡化為增加了阻力源的流體區域,從而省去建立多孔幾何的麻煩。簡化方式一般為在多孔區域提供一個與速度相關的動量匯,其表達形式為:
式中,Si為第i(x,y,z)方向的動量方程源項;為速度值;D與C為指定的矩陣。式中右側第一項為粘性損失項,第二項為慣性損失項。
對于均勻多孔介質,則可改寫為:
式中,α為滲透率;C2為慣性阻力系數。此時矩陣D為1/α。動量匯作用于流體產生壓力梯度,
,即有
,而Δn為多孔介質域的厚度。
本案例演示利用FLUENT模擬計算多孔介質流動問題。如圖所示。
流體介質為空氣,其密度1.225kg/m3,動力粘度1.7854E-5Pa.s,實驗測定氣體通過多孔介質區域后的速度與壓力降如表所示。
將表中的數據擬合為
的形式。
數據擬合后的函數表達式為:
因此,
而密度ρ=1.225kg/m3,Δn=0.1m,可得到慣性阻力系數C2=4.439。而
動力粘度μ=1.7854e-5,換算得粘性阻力系數:
Step 1:啟動FLUENT
啟動FLUENT,并加載網格。
以3D模式啟動FLUENT
選擇菜單【File】>【Read】>【Mesh…】,選擇網格文件EX2-3.msh
軟件導入計算網格并顯示在圖形窗口中。Step 2:檢查網格
包括計算域尺寸檢查及負體積檢查。
選擇模型樹節點General
鼠標點擊右側設置面板中的Scale…按鈕
如圖所示,查看Domain Extents下的計算域尺寸,確保計算域模型尺寸與實際要求一致,否則需要對計算域進行縮放。
展開 10 Modeling-Flow-Through-Porous-Media.pdf
如文檔介紹
案例文件:
10 Modeling-Flow-Through-Porous-Media.zip
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多孔介質的應力張量分為兩部分,固體骨架的應力 (非有效應力 )和孔隙流體壓強。
多孔介質力學定義強調:
應力、應變以拉為正,應力、應變以壓為負,孔隙流體壓力以拉為正,孔隙體積增大(體脹)為正,體縮為負。
而土力學(巖土工程)則恰恰相反,強調:
01 配置COMSOL with MATLAB 路徑
軟件在安裝的過程中可以配置COMSOL with Matlab。安裝到此路徑時將MATLAB對應的安裝包路徑粘貼進去即可。
圖 1 軟件安裝路徑配置
02 啟動COMSOL with MATLAB
安裝完成后,桌面會顯示COMSOL with Matlab圖標,雙擊圖標,會啟動MATLAB進行調用。
1. 背景介紹
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摘要
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