DPM離散相模型
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-08
DPM離散相模型的視頻教程
基于離散相DPM模型的旋風(fēng)分離器計(jì)算
1.ansys meshing網(wǎng)格劃分過程； 2.fluent通用穩(wěn)態(tài)仿真過程； 3.DPM離散相模型講解、使用條件、范圍與參數(shù)設(shè)置過程； 4.CFD-POST后處理過程，氣相與離散相流動(dòng)動(dòng)畫輸出。
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ANSYS Fluent 快速入門視頻2020 - 劉堯
平臺(tái)：ANSYS Workbench 2020R1 主講人：劉堯 博士 / ANSYS高級應(yīng)用工程師 / ANSYS高級培訓(xùn)師 1 ANSYS2020-Fluent穩(wěn)態(tài)流動(dòng)與溫度場分析-劉堯 2 ANSYS2020-Fluent離散相DPM模型-劉堯 3 ANSYS2020-Fluent多組分流動(dòng)與后處理-劉堯 4 ANSYS2020-Fluent可壓縮流體-高速機(jī)翼外流場分析-劉堯
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DPM離散相模型的實(shí)例教程
關(guān)于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項(xiàng)目進(jìn)行旋風(fēng)分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風(fēng)分離器進(jìn)行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子?？紤]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
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噴霧過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，連續(xù)相液體受到擾動(dòng)后，界面變得不穩(wěn)定，會(huì)首先破碎成液帶以及大液滴，最后再進(jìn)一步破碎成小液滴，最終實(shí)現(xiàn)霧化。
而想要通過CFD仿真來完成整個(gè)霧化過程，非常困難，且計(jì)算量巨大。因?yàn)樵谶B續(xù)相液體變成霧滴之前，我們可以用網(wǎng)格來捕捉液體界面，這就是VOF方法；而霧化后，會(huì)形成大量的微小粒徑的霧滴，這些霧滴粒徑非常小，甚至達(dá)到微米級別，我們不能用更小尺寸的網(wǎng)格來捕捉霧滴，即使能捕捉，也需要巨大的網(wǎng)格量才可以，所以只能利用DPM離散相模型來表述霧滴。這樣霧化過程仿真就要通過兩種方法VOF+DPM來實(shí)現(xiàn)，在以前這兩種方法是割裂開來的，F(xiàn)luent19.0版本，增加了一個(gè)轉(zhuǎn)換模型，使我們可以完整的實(shí)現(xiàn)霧化全過程模擬，得到如下圖所示的效果：
VOF to DPM完整霧化圖
展開 考慮一截直管連接兩個(gè)90度彎管組成的管道模型。水以10m/s速度從入口進(jìn)入，定義出口為流出邊界。考慮恒溫情況下的穩(wěn)態(tài)湍流條件下，密度為1500kg/m3的顆粒從管道入口釋放，初始速度為10m/s，顆粒直徑為200微米，顆粒質(zhì)量流量為1 kg/m3。壁面的法向和切向反射系數(shù)是質(zhì)點(diǎn)碰撞角的多項(xiàng)式函數(shù)，磨蝕模型定義了沖擊角函數(shù)來表示管道壁面的韌性沖蝕(即以較淺角度沖擊管壁的顆粒比以較高角度沖擊管壁的顆粒造成的侵蝕率更高)。參考沙子的參數(shù)，定義直徑函數(shù)為1.8e?9，速度指數(shù)函數(shù)為2.6。
磨蝕仿真計(jì)算結(jié)果
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通過雙向流固耦合可分析在顆粒作用下的流暢分布及固體受力狀態(tài)，若感興趣可加qq：1196497187
ANSYS CFD 操作案例
03
1、ICEM 建模
Dexit-nozzel=2mm，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置在水口出口圓心處
計(jì)算域：
X（-100mm，300mm）
Y（-40mm，40mm）
Z（0mm，120mm）
2、ICEM 網(wǎng)格劃分
利用“Refinement”對“Breakup region”加密；
初始網(wǎng)格數(shù)量約76萬；（水口直徑方向僅有4個(gè)網(wǎng)格）；
3、 Fluent VOF多相流模型設(shè)置
開啟“VOF”多相流模型，“顯示”形式，激活體積分?jǐn)?shù)方程“Geo-reconstruct scheme”離散算法；
激活“隱士體積力”選項(xiàng)，在動(dòng)量方程中考慮壓力梯度和體積力平衡關(guān)系，有助于計(jì)算收斂；
開啟相間連續(xù)表面張力模型“CSF”，設(shè)置項(xiàng)間表面張量系數(shù)0.0635N/m;
4、 Fluent 湍流模型和離散相設(shè)置
湍流模型選擇“k-omega SST”
離散相模型，非穩(wěn)態(tài)粒子追蹤，Injection Type“singel”粒子粒子材料Water 屬性設(shè)置：Most（other）Point Properties are ignored, it’s just a container
5、 Fluent VOF to
DPM 機(jī)理設(shè)置
需激活DPM離散相模型
被轉(zhuǎn)換相設(shè)置“water”
體積平衡相設(shè)置“air”；
體積等效球徑范圍設(shè)置0-2mm；
非球度設(shè)置為0.5；
6、 Fluent 網(wǎng)格自適應(yīng)設(shè)置
Mesh Adaption ：Normalised vf curvature
0.01 to 0.05 + isovalue adaption
展開 
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DPM離散相模型的最新內(nèi)容
關(guān)于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項(xiàng)目進(jìn)行旋風(fēng)分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風(fēng)分離器進(jìn)行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子?？紤]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。
離散相模型
被轉(zhuǎn)換相設(shè)置“water”
體積平衡相設(shè)置“air”；
體積等效球徑范圍設(shè)置0-2mm；
非球度設(shè)置為0.5；
6、 Fluent 網(wǎng)格自適應(yīng)設(shè)置
Mesh Adaption ：Normalised vf curvature
0.01 to 0.05 + isovalue adaption 0.45 to 0.55；
設(shè)置 “Max Level
通過雙向流固耦合可分析在顆粒作用下的流暢分布及固體受力狀態(tài)，若感興趣可加qq：1196497187
考慮一截直管連接兩個(gè)90度彎管組成的管道模型。水以10m/s速度從入口進(jìn)入，定義出口為流出邊界。考慮恒溫情況下的穩(wěn)態(tài)湍流條件下，密度為1500kg/m3的顆粒從管道入口釋放，初始速度為10m/s，顆粒直徑為200微米，顆粒質(zhì)量流量為1 kg/m3。壁面的法向和切向反射系數(shù)是質(zhì)點(diǎn)碰撞角的多項(xiàng)式函數(shù)，磨蝕模型定義了沖擊角函數(shù)來表示管道壁面的韌性沖蝕(即以較淺角度沖擊管壁的顆粒比以較高角度沖擊管壁的顆粒造成的侵蝕率更高
煤炭燃燒的化學(xué)反應(yīng)式
煤炭顆粒以DPM離散相的方式導(dǎo)入模型，計(jì)算燃燒有限化學(xué)反應(yīng)以及溫度場，空氣流場。
溫度場
煤炭顆粒分布
考慮輻射傳熱模型后的溫度場
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因?yàn)樵谶B續(xù)相液體變成霧滴之前，我們可以用網(wǎng)格來捕捉液體界面，這就是VOF方法；而霧化后，會(huì)形成大量的微小粒徑的霧滴，這些霧滴粒徑非常小，甚至達(dá)到微米級別，我們不能用更小尺寸的網(wǎng)格來捕捉霧滴，即使能捕捉，也需要巨大的網(wǎng)格量才可以，所以只能利用DPM離散相模型來表述霧滴。
