ansys連續(xù)介質(zhì)模型的案例
干貨 | ANSYS Fluent多孔介質(zhì)模型簡介
多孔介質(zhì)是指內(nèi)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(xì)的模型結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分處理，則會(huì)因?yàn)檫^多的網(wǎng)格數(shù)目而使計(jì)算量非常大，不能滿足工程上的實(shí)際需求，而多孔介質(zhì)模型實(shí)質(zhì)上是將多孔介質(zhì)區(qū)域結(jié)合了以經(jīng)驗(yàn)假設(shè)為主的流動(dòng)阻力，即動(dòng)量源項(xiàng)。
圖1 多孔介質(zhì)模型的應(yīng)用
ANSYS Fluent中可將所需區(qū)域設(shè)定為多孔介質(zhì)模型（見圖2），在cell zone conditions中勾選porous zone（通常認(rèn)為在多孔介質(zhì)模型內(nèi)由于阻力原因，流動(dòng)狀況為層流，故而同時(shí)勾選laminar zone）。在其界面中，可設(shè)置方向、粘性阻力系數(shù)、慣性阻力系數(shù)以及孔隙率等參數(shù)。其中粘性阻力系數(shù)及慣性阻力系數(shù)可通過多種方式確定其具體數(shù)值，如試驗(yàn)法（風(fēng)速及壓降的曲線擬合）、Ergun方程法、經(jīng)驗(yàn)方程法等等。
圖2 ANSYS Fluent中多孔介質(zhì)模型的設(shè)置界面
通過一個(gè)簡單的仿真案例進(jìn)行描述：一個(gè)用于汽車尾氣凈化的催化劑裝置，其中類似蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域可認(rèn)為是多孔區(qū)域模型（見圖3）。在ANSYS Fluent中設(shè)置求解器、材料、多孔區(qū)域、邊界條件等，初始化后進(jìn)行仿真計(jì)算（多孔介質(zhì)問題的初始化應(yīng)采用standard initialization，見圖4）。
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