Fluent顆粒沉降
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-12
Fluent顆粒沉降的視頻教程
Rocky 2024 DEM離散元顆粒仿真案例教程(耦合Mechanical,Fluent)
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fluent專家-離散相-案例1-管道內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的模擬
fluent-離散相-案例1-管道內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的模擬 案例簡(jiǎn)介 本案例模擬顆粒隨著氣流流動(dòng)時(shí)的變化軌跡及與管壁的碰撞，采用DPM模型進(jìn)行模擬計(jì)算，模型如圖所示，直徑為50mm，長(zhǎng)度為1000mm，球形顆粒直徑為1mm，攜帶球形顆粒的氣流以1m/s的速度從入口流入。 視頻從建模到最后結(jié)果后處理，全程錄制，讓大家可以自己按照視頻做出來(lái) 知識(shí)點(diǎn)：dpm模型、侵蝕模型、等等
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Fluent顆粒沉降的實(shí)例教程
1、 模型簡(jiǎn)介及計(jì)算參數(shù)
本次模擬對(duì)象為微硅粉沉降室，微硅粉粒子的沉降效率，進(jìn)口管道和沉降室內(nèi)冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態(tài)，三維模型見(jiàn)圖1。
沉降室設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）沉降室尺寸長(zhǎng)度（L）與高度（H）：
u: 氣流水平速度（通常0.3~1 m/s，防湍流）。確保顆粒在沉降室內(nèi)有足夠時(shí)間沉降：
(2) 氣流分布進(jìn)口設(shè)計(jì)：采用漸擴(kuò)管（擴(kuò)張角≤15°）或?qū)Я靼澹苊庵苯記_擊沉降區(qū)。均流裝置：增設(shè)多孔板或格柵，使斷面速度偏差≤20%。
（3）氣流速度（u）：上限：防止已沉降顆粒再飛揚(yáng)（通常 umax≤1m/s），下限：避免設(shè)備體積過(guò)大（經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡）。
（4）溫度影響：高溫氣體需修正黏度μ（如200℃空氣黏度比常溫高23%），降低 vs
圖1 三維模型
計(jì)算參數(shù)如下：標(biāo)況下煙氣風(fēng)量為240000m3/h，溫度800℃，工況風(fēng)量為943296m3/h，煙氣進(jìn)口管道風(fēng)速為16.3m/s；各冷風(fēng)主管風(fēng)量為15000m3/h，冷風(fēng)主管風(fēng)速為16.93m/s；粉塵濃度為8g/Nm3，其中70%微硅粉粒徑為0.3μm，粉塵容重為200kg/m3。流體密度為0.4043kg/m3；冷卻水用量為3t/h，采用DPM模型計(jì)算冷卻水液滴分布狀態(tài)，冷卻水噴嘴模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，選solid-cone，擴(kuò)散角55°，噴槍示意如圖2所示。
CFD模擬：檢查氣流均勻性（速度云圖）和顆粒軌跡（DPM模型）。
經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比：如L/H 比值通常取3~5（粗顆粒）或5~10（細(xì)顆粒）
圖2 噴嘴噴水方向示意圖
展開(kāi) 混合懸浮液中顆粒的沉降數(shù)值模擬 ￥1500
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了管中內(nèi)合懸浮液受到重力作用下的顆粒自由沉降過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/619931c1eb234fabb9b2b5a4a8200bc5.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開(kāi) 當(dāng)你設(shè)置好DPM模型的初始條件后，你需要指定顆粒的類型。依據(jù)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(kāi)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(wú)質(zhì)量顆粒），一種離散元素，在連續(xù)流體中跟隨流動(dòng)。由于它沒(méi)有質(zhì)量，所以它和物理屬性沒(méi)有關(guān)聯(lián)，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(xù)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(fā)與沸騰。
可選性：只有傳熱選項(xiàng)被激活并且至少兩種化學(xué)組份在計(jì)算中是被激活的，或者已經(jīng)選擇了非預(yù)混燃燒或部分預(yù)混燃燒模型，液滴類型才是可選的。當(dāng)選擇了液滴類型之后，用戶應(yīng)該使用理想氣體定律來(lái)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(guò)由定律1 所確定的加熱冷卻過(guò)程、由定律4 所確定的揮發(fā)份析出過(guò)程以及由定律5 所確定的異相表面反應(yīng)機(jī)制。
展開(kāi) 本案例利用Fluent中的DEM模型，對(duì)管道運(yùn)輸進(jìn)行流體仿真，主要是對(duì)管路顆粒運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行診斷，防止出現(xiàn)顆粒陷入死循環(huán)，導(dǎo)入管路阻塞和浪費(fèi)。因此進(jìn)行相關(guān)的管路氣力運(yùn)輸可以按照本文的相關(guān)設(shè)置進(jìn)行仿真計(jì)算。
1 workbench 設(shè)置
本案例具體設(shè)置如下圖 ：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
本案例的管道模型十分簡(jiǎn)單，為幾段簡(jiǎn)易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示：
其中上方為入口邊界條件，下方為出口邊界條件。
3 Fluent Meshing 設(shè)置
3.1 網(wǎng)格設(shè)置
采用 Fluent meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用四面體網(wǎng)格劃分，并劃分相對(duì)應(yīng)的邊界層網(wǎng)格。具體的網(wǎng)格劃分如下圖所示：
4 FLUENT 設(shè)置
4.1 General設(shè)置與網(wǎng)格導(dǎo)入
首先導(dǎo)入網(wǎng)格，然后勾選為瞬態(tài)計(jì)算，并選擇壓力基求解器。打開(kāi)重力選項(xiàng)，由于本案例是以y軸負(fù)向作為重力方向，因此需要再y出設(shè)置為-9.81m/s。
展開(kāi) 本教程演示了管道內(nèi)固體顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)的設(shè)置和求解。幾何模型為二維模型。
1 啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開(kāi)始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)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(xiàng)，即可在項(xiàng)目管理區(qū)創(chuàng)建分析項(xiàng)目A。
2 導(dǎo)入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時(shí)會(huì)彈出“打開(kāi)”對(duì)話框。
（2）在彈出的“打開(kāi)”對(duì)話框中選擇文件路徑，導(dǎo)入幾何體文件。
3 劃分網(wǎng)格
（1）雙擊A3欄Mesh項(xiàng)，進(jìn)入Meshing界面，在該界面下進(jìn)行模型的網(wǎng)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(duì)話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認(rèn)。
（3）設(shè)置網(wǎng)格尺寸為0.01m。在Quality中，Smoothing選擇High。
（4）右鍵單擊模型樹(shù)中Mesh選項(xiàng)，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項(xiàng)，開(kāi)始生成網(wǎng)格。
（5）網(wǎng)格劃分完成以后，單擊模型樹(shù)中Mesh項(xiàng)可以在圖形窗口中查看網(wǎng)格。
（6）執(zhí)行主菜單File→Close Meshing命令，退出網(wǎng)格劃分界面，返回到Workbench主界面。
展開(kāi) 
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Fluent實(shí)用案例 | DEM顆粒瞬態(tài)仿真8個(gè)月前
本案例利用Fluent中的DEM模型，對(duì)管道運(yùn)輸進(jìn)行流體仿真，主要是對(duì)管路顆粒運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行診斷，防止出現(xiàn)顆粒陷入死循環(huán)，導(dǎo)入管路阻塞和浪費(fèi)。因此進(jìn)行相關(guān)的管路氣力運(yùn)輸可以按照本文的相關(guān)設(shè)置進(jìn)行仿真計(jì)算。
1 workbench 設(shè)置
本案例具體設(shè)置如下圖 ：
2 SCDM 設(shè)置
2.1 導(dǎo)入幾何
本案例的管道模型十分簡(jiǎn)單，為幾段簡(jiǎn)易管路組成 。具體的幾何模型與邊界條件如下所示
1、 模型簡(jiǎn)介及計(jì)算參數(shù)
本次模擬對(duì)象為微硅粉沉降室，微硅粉粒子的沉降效率，進(jìn)口管道和沉降室內(nèi)冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態(tài)，三維模型見(jiàn)圖1。
沉降室設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）沉降室尺寸長(zhǎng)度（L）與高度（H）：
u: 氣流水平速度（通常0.3~1 m/s，防湍流）。確保顆粒在沉降室內(nèi)有足夠時(shí)間沉降：
(2) 氣流分布進(jìn)口設(shè)計(jì)：采用漸擴(kuò)管（擴(kuò)張角≤15
過(guò)濾是指通過(guò)特殊裝置將顆粒移除，將流體提純凈化的過(guò)程。過(guò)濾的方式很多，應(yīng)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(guò)Fluent軟件實(shí)現(xiàn)在設(shè)備工作場(chǎng)景中的顆粒分離/過(guò)濾。
目錄
1. Eulerian method（瞬態(tài)方法）
2. DPM
3. DDPM
1. Eulerian method（瞬態(tài)方法）
此方法適用于高負(fù)載(顆粒體積含率較高
如需要定制企業(yè)內(nèi)訓(xùn)課程，或相關(guān)技術(shù)咨詢與技術(shù)支持服務(wù)，請(qǐng)至“笛佼科技”公眾號(hào)后臺(tái)發(fā)送“定制服務(wù)”“與我們聯(lián)系！
課程名稱：基于ANSYS Fluent軟件的顆粒表面反應(yīng)專題應(yīng)用培訓(xùn)
預(yù)排開(kāi)課日期：4/11-4/12
課程難度：高階級(jí)
培訓(xùn)費(fèi)：5000
備注：實(shí)際開(kāi)課日期或因?qū)W員報(bào)名情況進(jìn)行調(diào)整，最終日期請(qǐng)以笛佼科技官方確認(rèn)為準(zhǔn)。
掃碼報(bào)名
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了管中內(nèi)合懸浮液受到重力作用下的顆粒自由沉降過(guò)程，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/619931c1eb234fabb9b2b5a4a8200bc5.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，歡迎交流合作</p><p><br></p>
當(dāng)你設(shè)置好DPM模型的初始條件后，你需要指定顆粒的類型。依據(jù)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(kāi)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
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英文原文由David Stenger, Markus Braun著。
編者按
整個(gè)案例使用純DEM計(jì)算-與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動(dòng)無(wú)交互作用，啟用滾動(dòng)模型，通過(guò)網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)幾何運(yùn)動(dòng)
本教程演示了管道內(nèi)固體顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)的設(shè)置和求解。幾何模型為二維模型。
1 啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開(kāi)始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動(dòng)Workbench 19.2，進(jìn)入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems
