Fluent氣泡模擬
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
Fluent氣泡模擬的視頻教程
Fluent模擬疏水性側壁氣泡產生、上升、聚并破碎等問題
氣泡或粒子流動問題在實際工況中非常普遍，例如鼓泡塔、流化床、燃料電池等領域對此類問題研究較多，因此在工程上，能夠運用數值方法有效模擬氣泡或粒子流動等問題變得十分有意義。此案例利用VOF模型來模擬氣泡生成上升聚并等問題，屬于多相流中的氣液兩相流問題，主要講解氣泡脫離壁面的主要設置以及Fluent操作流程。
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基于OpenRadioss的近水面水下爆炸氣泡脈動數值模擬
自從Radioss開源以來，用OpenRadioss替代傳統商業軟件（LS-dyna，Abaqus等）以進行爆炸方面等國防軍工方面的研究，是一項非常有意義的工作。本文利用OpenRadioss精確復現了一個近水面的水下爆炸過程，與實驗以及理論對照良好。研究過程不易，經過了許多摸索才順利實現，在Hypermesh中的設置過程已經仔細清晰的錄制在課程視頻中，可以少走彎路。
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PBM模型講解（基于PBM模型的氣泡破碎與聚并模擬）
1. fluent 歐拉多相流模型仿真基本通用流程，各種多相流模型介紹； 2. PBM模型講解，fluent氣泡破碎和聚并設置流程； 3. fluent后處理過程； 4.提供源文件與答疑過程；
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Fluent氣泡模擬的實例教程
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件。
FLUENT的附加模型population balance model可以用于計算氣泡流的破碎及匯聚。本例使用歐拉多相流配合PBM模型模擬氣泡在流動過程中的破碎及凝聚現象。
1、模型描述
計算域幾何如圖1所示。采用如圖所示的圓柱形容器。氣泡從底部inlet入口進入，從outlet出口流出。幾何尺寸如圖所示。由于本例的軸對稱特征，因此采用軸對稱模型。注意：FLUENT的2D軸對稱模型要求對稱軸為x軸。計算域模型如圖2所示。Axis沿著x軸方向，后邊的重力加速度即沿著x軸負方向。劃分網格，生成msh文件。
圖1 幾何模型
圖2 計算域模型
2、導入網格
打開Fluent 14.0，讀入上一步生成的msh文件。Scale計算域，檢查是否在正確的尺寸上。選擇[Transient]模擬，設置重力方向x軸負方向，并且設置2D Space為Axisymmetric。如圖3所示。
圖3 基本設置
3、選擇模型
激活PBM模型需要通過TUI命令。在TUI窗口中輸入define/models/addon-module，然后輸入yes回車即可激活PBM模型。
多相流模型選擇Eulerian模型，歐拉相數量為2。如圖4所示。
圖4 多相流模型
湍流模型選擇標準k-e模型，標準壁面函數。湍流多相流模型采用mixture，如圖5所示。
圖5 湍流模型
雙擊models中的population balance模型，選擇discrete，進入圖6所示對話框，進行如圖所示設置。
圖6 PBM設置
具體含義可以參考fluent PBM手冊，這里簡要的說明一下。
Kv為增長因子，geometric ratio為幾何對數方法，與后面的ratio exponent相對應。
展開 （2）計算收斂完成后，單擊單擊主菜單中File→Close Fluent按鈕退出FLUENT界面。
9 結果后處理
（1）雙擊C4欄Results項，進入CFD-Post界面。
（2）單擊任務欄中 （云圖）按鈕，彈出Insert Contour（創建云圖）對話框，單擊OK按鈕進入云圖設定面板。
（3）在Geometry（幾何）選項卡中Locations選擇symmetry 1，Variable選擇Phase 2.Mean Particle Diameter，單擊Apply按鈕創建腐蝕速率云圖。
[本例來自于Fluent 13.0官方教程]
FLUENT的附加模型population balance model可以用于計算氣泡流的破碎及匯聚。本例使用歐拉多相流配合PBM模型模擬氣泡在流動過程中的破碎及凝聚現象。
1、模型描述
計算域幾何如圖1所示。采用如圖所示的圓柱形容器。氣泡從底部inlet入口進入，從outlet出口流出。幾何尺寸如圖所示。由于本例的軸對稱特征，因此采用軸對稱模型。注意：FLUENT的2D軸對稱模型要求對稱軸為x軸。計算域模型如圖2所示。Axis沿著x軸方向，后邊的重力加速度即沿著x軸負方向。劃分網格，生成msh文件。
圖1 幾何模型
圖2 計算域模型
2、導入網格
打開Fluent 14.0，讀入上一步生成的msh文件。Scale計算域，檢查是否在正確的尺寸上。選擇[Transient]模擬，設置重力方向x軸負方向，并且設置2D Space為Axisymmetric。如圖3所示。
圖3 基本設置
3、選擇模型
激活PBM模型需要通過TUI命令。在TUI窗口中輸入define/models/addon-module，然后輸入yes回車即可激活PBM模型。
多相流模型選擇Eulerian模型，歐拉相數量為2。如圖4所示。
圖4 多相流模型
湍流模型選擇標準k-e模型，標準壁面函數。湍流多相流模型采用mixture，如圖5所示。
圖5 湍流模型
雙擊models中的population balance模型，選擇discrete，進入圖6所示對話框，進行如圖所示設置。
圖6 PBM設置
具體含義可以參考fluent PBM手冊，這里簡要的說明一下。
Kv為增長因子，geometric ratio為幾何對數方法，與后面的ratio exponent相對應。
展開 注：此案例適用于初級學者，高手請繞道吧
兩相流是fluent中比較常用的一中應用，本案例模擬一個氣泡在液體中，由于浮力的作用，自己上升，獲取瞬態的這一現象
具體的結果如下圖所示
新手對于案例中理解起比較困難，簡單描述如下：
模型直接建立為一個2D平面即可，不需要單獨劃分氣泡和空氣及液體
將平面設置為混合材料，然后進行初始化，全部設置混合材料的的空氣組份
通過region方法，將平面中下方水的部分切割出來，通過patch賦予水的材料
同樣方法，將氣泡切割出來，通過patch賦予空氣的材料
設置求解步數和保存的頻率，求解即可
不同時刻氣泡位置的結果如下
不同時刻的速度過程如下所示
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Fluent氣泡模擬的相關專題、標簽、搜索
Fluent氣泡模擬的最新內容
使用 Fluent 軟件以二維方式模擬單個 3 毫米氣泡在水中上升的過程。包含 Fluent 案例文件。
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了圓柱繞流過程的流場特性，以云圖方式顯示了其流場的速度分布和壓力分布
模擬對象為鋁水反應器，其為一個圓柱形容器，為加快計算速度，本模擬選擇二維模型進行計算。使用fluent中的VOF模型、Species組分運輸模型進行鋁水化學反應的設置，監測溫度場變化。提供完整源文件和完整錄制教學視頻指導，可直接出圖，也可根據錄屏教程進行復現。
1、 建立模型
建立4m*3m*0.1m的聚氨酯傳熱模型如下：
三維模型
其中：
1、模型整體寬4m，高3m，厚0.47m，其中聚氨酯厚0.1m，煤/封閉墻厚度為4m；
2、聚氨酯內部溫度測點位于聚氨酯形心，外表面溫度測點位于外側面中心；
3、煤/封閉墻的溫度測點位于聚氨酯接觸面中心向己側0.05m；
4、煤與聚氨酯接觸處增加溫度測點。
2、 網格劃分
機的最大速度超過音速的兩倍（2.04 馬赫），飛機可以飛到 60,000 英尺（超過 11 英里的高度）的高度，并且可以最多可搭載 100 名乘客。它涂有特殊的白色，以適應溫度變化并散發超音速飛行產生的熱量。這項工作展示了使用 ANSYS Fluent 執行飛機 CFD 仿真。 Fluent 模擬結果文件也可供下載。
使用 Fluent 進行離心泵的穩態模擬。附上了該模擬的 Fluent 案例文件。
<p>對于兩相流模擬，模型主要分為兩大類：高相分數模型和界面捕捉類模型。當我們關注水中的含氣量（氣泡界面及氣泡形狀可忽略），則采用高相分數模型，此模型適用于氣泡特別多的流動問題。對于有明確邊界的流體－流體問題，基本需要考慮如何捕捉邊界面。常用的界面捕捉模型包括LS（Level Set）方法和VOF（Volume of Fluid）方法。</p><p>多相流模擬軟件，首先就是針對此類有邊界面的問題。目前主流的商業
Fluent（也稱為ANSYS Fluent）是一種用于計算流體動力學（CFD）的軟件，用于模擬流體流動、傳熱和化學反應等。UDF（User-Defined Function）是一種在Fluent中編寫自定義代碼的方式，用于實現用戶特定的邊界條件、源項等。
如果你想要在Fluent中模擬焊接熔池，并且需要編寫UDF來描述相關的物理過程，你可能需要考慮以下步驟：
了解焊接過程：
本教程將通過一個完整的三維穩態計算流體動力學模擬過程，模擬旋流分離器中粒子的流動過程。
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
1、問題介紹
氣液兩相管流在石油、化工、能源、制冷等工業領域中大量存在。氣泡在生存發展過程中往往會導致噪聲和引起管道振動，自來水管路中如有空氣時往往會產生嘯叫聲和管道劇烈振動。掌握流動過程中氣泡的生成、發展及其破裂等動力規律是控制氣液兩相流氣動噪聲的基礎。
為了實現在一段管道中大量初始氣泡的隨機分布（如圖1所示），通過Fluent的journal文件結合matlab程序實現。
