Fluent氣泡設置
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
Fluent氣泡設置的視頻教程
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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Fluent氣泡設置的實例教程
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。
氣泡在生存發(fā)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(fā)展及其破裂等動力規(guī)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。
圖1 管道示意圖
2、實現思路及過程
Fluent的journal文件可以實現對Fluent的自動操作，一行journal文件代碼對應Fluent中一個操作步驟。通常情況下，在初始化過程中，在region中指定氣泡坐標和大小（半徑），可以通過一次Patch完成一個初始氣泡，但如果要實現上百個氣泡的隨機分布則工作量太大（如圖2-3）。
圖2 Region操作
圖3 Patch操作
為了實現大量隨機分布，通過matlab的rand或者randn函數隨機生成指定范圍內氣泡的位置（X，Y，Z）和半徑r，rand函數實現比較均勻的隨機分布，randn則實現符合正態(tài)分布規(guī)律的隨機分布（如圖4）。
圖4 Matlab程序實現300個氣泡位置和大小的隨機
之后通過for循環(huán)，將每一個氣泡的坐標和大小導入到一次region和patch操縱對應的journal文件代碼中。
展開 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 本教程演示了運用歐拉和群體平衡模型對氣泡破碎與凝聚過程的設置和求解。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(tǒng)下執(zhí)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(qū)創(chuàng)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）依次右鍵選擇模型入口邊界和出口邊界，在彈出快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出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0.005m，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(zhí)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 [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。
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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。
1、問題介紹
氣液兩相管流在石油、化工、能源、制冷等工業(yè)領域中大量存在。氣泡在生存發(fā)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(fā)展及其破裂等動力規(guī)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。
<p><strong>1. 融化凝固模型概述</strong></p><p> </p><p><strong>1.1 模型原理</strong></p><p><br></p><p>我們在Chapter37分享了Fluent融化凝固模型案例，前文只是介紹了Fluent中的操作過程。</p><p><br></p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/
<p><strong>0. 寫在前面</strong></p><p> </p><p>本來想寫一篇Fluent邊界條件設置的文章，結果發(fā)現內容太多，因此退而求其次，想寫進出口邊界設置的文章，發(fā)現內容還是太多，最后就寫了這篇單單介紹邊界湍流參數設置的文章，結果內容還是將近3000字。</p><p><br></p><p>本文干貨較多，通過對文章的閱讀，相信對于邊界湍流參數的設置大家不會有任何問題。</p
1．蒸發(fā)冷凝模型理論
Fluent提供了兩種蒸發(fā)冷凝模型，分別是Lee模型和熱相變模型（Thermal Phase Change Model）
并且建議模擬蒸發(fā)冷凝時，使用熱相變模型（Therefore, it is generally recommended that you use the Eulerian multiphase formulation with the two-resistance
<p>對于一些有幾何對稱的模型，如正方形、圓柱等，當物理邊界也是對稱時，其物理場也是對稱分布的。對于這樣的幾何模型，如果將整個計算域全部計算一遍固然能夠得到最終的數值解，但是會耗費大量的時間，因此，Fluent使用了2D Space來簡化這種模型的計算。</p><p> </p><p><span style="background-color: rgb(0, 255, 0);">1. 
<p> </p><p> 學習Fluent，應該要通過對一個案例比較詳細的分析盡可能的學習更多的知識，而不是稀里糊涂的瞎設置。學習一個案例就要讓這個案例發(fā)揮作用</p><p class="ql-align-right">----伍茲·基碩得</p><p> </p><p> 之前我們計算過卡門渦街
Ansys Fluent中的操作條件（Operating Conditions）并不在左側結構樹中進行設置，是很多用戶容易忽略的一個地方，而操作條件沒有設置好或者是理解不夠，會造成計算誤差變大、出現一些看似“奇怪”的結果。
在Ansys Fluent中Ribbon欄里，通過Define標簽頁下的Operating Conditions中可以進入設置。操作條件對話框中顯示需要設置
1 背景
在實際工程中，必然存在利用仿真比較各類設計方案優(yōu)劣的場景。
對于復雜模型，逐個設置各個設計方案的仿真模型并從頭開始計算結果，既易錯也耗時。因此需要通過模型設置和數據的復用，達到防錯和提高工作效率。
2 模型設置復用
Fluent中，有幾種辦法實現將模型A的設置復用到模型B的方法。
方法 1：網格替換
網格替換操作可以實現所有設置的復用（包括物理機理
