Fluent固體顆粒
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent固體顆粒的視頻教程
如何利用pumplinx軟件對微小固體顆粒逃逸進行仿真建模
本課程詳細介紹了利用PUMPLINX軟件對固-氣兩相流的建模過程，固體是直徑極小的固體顆粒，考慮了顆粒-氣體及顆粒-壁面之間的相互作用。
￥200 21分鐘 8播放
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基于Fluent的固體氧化物燃料電池(SOFC)建模
采用Fluent SOFC模塊進行固體氧化物燃料電池建模 采用ANSYS meshing 網格劃分并定義邊界 采用fluent 和sofc模塊完成燃料電池單流道仿真計算
￥60 52分鐘 616播放
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Rocky 2024 DEM離散元顆粒仿真案例教程(耦合Mechanical,Fluent)
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Fluent固體顆粒的實例教程
本教程演示了管道內固體顆粒隨氣流運動的設置和求解。幾何模型為二維模型。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）依次右鍵選擇模型下邊界和上邊界，在彈出的如圖16-79所示的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出如圖16-80所示的Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）設置網格尺寸為0.01m。在Quality中，Smoothing選擇High。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網格。
（5）網格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網格。
（6）執行主菜單File→Close Meshing命令，退出網格劃分界面，返回到Workbench主界面。
展開 土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
顆粒的礦物成分可分類兩大類。一類是原生礦物，如石英、長石和云母等，它們是由巖石經過物理風化生成，粗的土顆粒通常是由一種或多種原生礦物所組成的巖粒或巖屑。另一類是次生礦物，由原生礦物經化學風化后形成的新的礦物成分。土中的最主要的次生礦物是黏土礦物。
黏土礦物的晶體結構和分類
黏土礦物是一種復合的鋁-硅酸鹽晶體，顆粒成片狀，是由硅片和鋁片構成的晶包所組疊而成。硅片的基本單元是硅-氧四面體。鋁片的基本單元則是鋁-氫氧八面體。黏土礦物依硅片和鋁片的組疊不同，主要分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。
顆粒形狀和比表面積
單位質量土顆粒所擁有的表面積之和稱為比表面積As，比表面積與顆粒大小及形狀有關。As=全部土顆粒的表面積之和(m2)/全部土顆粒的質量（g）
黏土顆粒的帶電性質都發生在顆粒的表面上，所以，對于黏性土，比表面積的大小直接反映土顆粒與四周介質（特別是水）相互作用的強烈程度，是代表黏性土特征的一個很重要的指標。對于粗粒土，由于表面不具有帶電性質，比表面積沒有很大的意義。研究顆粒的形狀應著重于研究其中針片狀顆粒的比例和顆粒的磨圓度，因為它們影響到顆粒間的排列和粗糙度，從而影響土的抗剪強度。
展開 管道內固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內的耐腐蝕層，還可能去除內表面的化學緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協同效應通常由術語沖蝕 表示，它們可能導 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價極高。 管道沖蝕仿真對于設計、優化和診斷來說是強大且具成本效益的工具。本例計算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。
展開 本案例中使用的幾何的最初設計是在侵蝕性作業環境下使用的阻流閥的減壓裝置，模型如下：2、STAR-CCM+設置
不僅要考慮湍流連續相，而且還要考慮連續相中的顆粒運動，因此需要數個模型。為了模擬這些相，STAR-CCM+部署了兩種不同的策略。連續的液相使用歐拉公式建模，其中的流體屬性通過在整個流體域中分布的固定點獲取。顆粒相使用拉格朗日方法建模，在整個連續相上跟蹤其中的代表性顆粒的軌跡。
（1）選擇連續相物理模型；流體是湍流且不可以壓縮。使用K-Omega 湍流，拉格朗日多相模型用于構建離散相模型。物理模型的選擇如下：
（2）選擇拉格朗日相模型；創建拉格朗日相，并選擇適當的相模型。這些模型代表拉格朗日相的特征。右鍵單擊Models >Lagrangian Multiphase > Lagrangian Phases選項，選擇新建一個相，給拉格朗日相選擇相應的物理模型，特別注意要選擇侵蝕模型，如下：
（3）創建復原系數的場函數；創建表示復原系數的場函數。復原系數用以預測顆粒彈離固體壁面的角度。本案例中，使用以下關系式：
式中的變量用預定義的系統場函數來表示顆粒入射角，然后根據上面的公式定義出切向復原系數和法向復原系數。
（4）定義拉格朗日相邊界條件；點擊Physics 1 > Models> Lagrangian Multiphase > Lagrangian Phases > Phase 1 > Boundary Conditions> Wall，設置以下屬性：
（5）設置侵蝕模型；在使用CFD 方法創建侵蝕模型時，選擇的侵蝕模型必須匹配正在遭受侵蝕的材料以及侵蝕發生的條件。在本教程中，最先使用奧卡模型，然后使用其他用戶定義的模型做比較。
展開 當你設置好DPM模型的初始條件后，你需要指定顆粒的類型。依據手上仿真的工況，參考下面Fluent提供的5種顆粒類型，從而選擇合適你需要的顆粒類型。
在DPM模型中，提供了5種仿真類型。并不是所有顆粒類型都能選用的，有些顆粒類型需要配合其他模型一起打開才能選到的。
從上面DPM面板中看到，提供了下面5種顆粒類型：Massless, Inert, Droplet, Combusting和 Multicomponent。
1. Massless
Massless（無質量顆粒），一種離散元素，在連續流體中跟隨流動。由于它沒有質量，所以它和物理屬性沒有關聯，同樣，也不受力。但是，可以分配一種用戶定義定律（User-Defined Law）給它。
可選性：在Fluent任何模型中，慣性顆粒總是可選的。
2. Inert
Inert（慣性顆粒），一種離散相類型，例如顆粒、液滴或氣泡，服從力平衡，以及受到加熱／冷卻影響（由定律1確定）。
可選性：在FLUENT任何模型中，慣性顆粒總是可選的。
3. Droplet
Droplet（液滴顆粒），是一種存在于連續相氣流中的液體顆粒。它服從力的平衡并受到加熱／冷卻的影響（由定律1 確定）。此外，他還由定律2 和3 確定自身的蒸發與沸騰。
可選性：只有傳熱選項被激活并且至少兩種化學組份在計算中是被激活的，或者已經選擇了非預混燃燒或部分預混燃燒模型，液滴類型才是可選的。當選擇了液滴類型之后，用戶應該使用理想氣體定律來定義氣相密度。
4. Combusting
Combusting（燃燒顆粒），是一種固體顆粒，它遵從力平衡通過由定律1 所確定的加熱冷卻過程、由定律4 所確定的揮發份析出過程以及由定律5 所確定的異相表面反應機制。
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Fluent固體顆粒的相關專題、標簽、搜索
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本案例利用Fluent中的DEM模型，對管道運輸進行流體仿真，主要是對管路顆粒運輸過程進行診斷，防止出現顆粒陷入死循環，導入管路阻塞和浪費。因此進行相關的管路氣力運輸可以按照本文的相關設置進行仿真計算。
1 workbench 設置
本案例具體設置如下圖 ：
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
本案例的管道模型十分簡單，為幾段簡易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示
過濾是指通過特殊裝置將顆粒移除，將流體提純凈化的過程。過濾的方式很多，應用的物系也很廣泛，固-液、固-氣、大顆粒-小顆粒等。本文主要講述如何通過Fluent軟件實現在設備工作場景中的顆粒分離/過濾。
目錄
1. Eulerian method（瞬態方法）
2. DPM
3. DDPM
1. Eulerian method（瞬態方法）
此方法適用于高負載(顆粒體積含率較高
如需要定制企業內訓課程，或相關技術咨詢與技術支持服務，請至“笛佼科技”公眾號后臺發送“定制服務”“與我們聯系！
課程名稱：基于ANSYS Fluent軟件的顆粒表面反應專題應用培訓
預排開課日期：4/11-4/12
課程難度：高階級
培訓費：5000
備注：實際開課日期或因學員報名情況進行調整，最終日期請以笛佼科技官方確認為準。
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土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
顆粒的礦物成分可分類兩大類。一類是原生礦物，如石英、長石和云母等，它們是由巖石經過物理風化生成，粗的土顆粒通常是由一種或多種原生礦物所組成的巖?；驇r屑。另一類是次生礦物，由原生礦物經化學風化后形成的新的礦物成分。土中的最主要的次生礦物是黏土礦物。
黏土礦物的晶體結構和分類
黏土礦物是一種復合的鋁-硅酸鹽晶體，顆粒成片狀
當你設置好DPM模型的初始條件后，你需要指定顆粒的類型。依據手上仿真的工況，參考下面Fluent提供的5種顆粒類型，從而選擇合適你需要的顆粒類型。
在DPM模型中，提供了5種仿真類型。并不是所有顆粒類型都能選用的，有些顆粒類型需要配合其他模型一起打開才能選到的。
從上面DPM面板中看到，提供了下面5種顆粒類型：Massless, Inert, Droplet, Combusting
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內的耐腐蝕層，還可能去除內表面的化學緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協同效應通常由術語沖蝕 表示，它們可能導 致石油和天然氣管道加速退化
Rocky 4.5使您能夠：
提高了Rocky和Ansys Fluent之間用于固體顆粒和流體模型的雙向耦合的速度和穩定性，尤其是涉及到大尺寸顆粒的應用場景。
通過增強的API:Solver功能擴展了對涉及傳熱、破碎、幾何磨損等自定義模型的支持范圍。
文章發布：上海安世亞太官方訂閱號（搜索：PeraShanghai）
聯系我們：021-58403100
英文原文由David Stenger, Markus Braun著。
編者按
整個案例使用純DEM計算-與轉鼓內流體流動無交互作用，啟用滾動模型，通過網格運動實現幾何運動
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進行固體圓柱自然對流換熱二維瞬態CFD仿真。首先于DesignModeler中建立幾何模型，接著導入ANSYS Mesh進行網格劃分，并進行命名邊界條件
1、問題描述本案例演示如何在 STAR-CCM+ 中創建侵蝕建模分析。本案例中使用的幾何的最初設計是在侵蝕性作業環境下使用的阻流閥的減壓裝置，模型如下：2、STAR-CCM+設置
不僅要考慮湍流連續相，而且還要考慮連續相中的顆粒運動，因此需要數個模型。為了模擬這些相，STAR-CCM+部署了兩種不同的策略。連續的液相使用歐拉公式建模，其中的流體屬性通過在整個流體域中分布的固定點獲取。顆粒相使用拉格朗日方法建模
