Fluent氣泡直徑的案例
圖像處理獲得氣泡直徑
前 言
氣泡直徑是研究氣液以及氣液固體系的重要參數，影響著液相流動、返混以及傳質等性能。
測量氣泡直徑的方法主要有兩種，一種是侵入式測量，例如毛細管吸力探針測量技術、電導探針測量技術、光纖探頭測量技術，金屬網感應器測量技術；另一種是非侵入式測量，例如相位多普勒測速技術、干涉粒子成像測量技術、數字圖像分析測量技術。
侵入式測量技術會干擾液相的流動，因此通常會選用非侵入式測量技術測量氣泡直徑，而在所有非侵入式測量技術中，數字圖像處理技術能處理非規則的氣泡直徑。
Bubble Diameter
那么，采集到氣泡圖像后，如何推算氣泡尺寸呢？今天，小編介紹一種方便實用的氣泡尺寸測量方法，即運用matlab獲得氣泡當量直徑。
Matlab獲得氣泡當量直徑的方法主要是將氣泡圖像轉化成相應的矩陣，計算出氣泡所覆蓋的像素面積。
展開 水中上升的氣泡，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 ￥10
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實現大量氣泡的隨機分布案例
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。
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則實現符合正態分布規律的隨機分布（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，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 [案例分析]Fluent模擬氣泡的破碎與凝聚
Bins為直徑的數量，這里共有6組直徑氣泡，最小直徑0.001191，最大直徑是根據kv及ratio計算出來的。
勾選aggregation kernel及breakage kernel，選擇aggregation kernel方法為luo-model，這時會彈出表面張力系數設置，輸入0.07。
Frequency選擇luo-model方法，同樣設置表面張力系數0.07
OK，模型設置到此結束。
4、材料及相設置
添加材料water-liquid，材料屬性保持默認。
設置water-liquid為主相，air為第二相。第二相的diameter方法為sauter-mean。若設置相在設置PBM之前，則PBM會自動修改此項。
相間作用可以不用設置。
5、設置計算域
設置operating conditions，設置參考密度為空氣密度1.225，如圖7所示。
圖7 operating conditions設置
6、邊界條件設置
確保axis邊界類型為axis。
所有的wall邊界保持默認，即no slip壁面邊界。
（1）Velocity inlet邊界：
設置mixture相：如圖8所示，設置湍流參數。
圖8 入口mixture相設置
設置air相：
設置momentum標簽頁下的速度為0.02m/s。進入multiphase標簽頁，進行如圖9所示設置。
圖9 入口設置
設置volume fraction為1，表示進入的全部為air。
設置bin-3-fraction為1，其他全部為0。表示進入的氣泡粒徑為bin-3。
（2）設置pressure outlet邊界
Mixture相：如圖10進行設置。
展開 
FLUENT氣泡破碎與凝聚模擬
（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。
FLUENT模擬氣泡的破碎與凝聚
[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 fluent vof 單氣泡沸騰
想請問一下大家，fluent vof 單氣泡沸騰怎么設置，我做的溫度場始終不對，產生的氣泡也與實驗不符合
fluent中兩相流模擬-氣泡上升 ￥19
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
展開 接fluent流固耦合，氣液，氣固兩相流，pbm氣泡碰撞，破
接fluent流固耦合，氣液，氣固兩相流，pbm氣泡碰撞，破碎，pbm顆粒碰撞長大，udf碰撞機理，動量源，質量源，能量源，顆粒壁面吸附，初始化溫度場，流場相關udf等。
快樂學習，用流體知識解決實際問題（8）---氣泡上升，搖擺，破碎,fluent應用實例
backgroud:
水中有氣泡是一個非常普通的現象，但是如果用肉眼觀察這個過程，可能是有些困難，那么如果用軟件實現這個過程，我們是不是可以看的更加仔細和直觀
goal:
模擬氣泡在水中的上升過程
method:
模型：2D
幾何：40MM，高100MM，
網格類型：四面體
網格生成：ICEM(本來ICEM不可以做2D網格，所以在ＩＣＥＭ中生成的２Ｄ網格有一個節點的厚度，然后所有邊都設置周期性)，質量>０.４
模擬軟件：Fluent，瞬態
過程：首先在fluent中patch出來一個圓的氣泡，大小可以自定。
氣泡中設置空氣，其他設置為水，設置重力方向，考慮表面張力
后處理：
techplot360處理，把瞬態結果導入進去就可以觀看動畫。
quesition:
空氣在水中上升事實上是一個隨機的過程，每次的路徑其實都不是一樣的。那么我的問題是，如果用軟件模擬，如果使用同樣的初始化設置，那么兩次模擬出來的結果是一樣嗎？？？？
展開 fluent中的沸騰模型（3）-Critical Heat Flux模型
在默認情況下，Fluent使用下面的氣泡直徑模型作為局部過冷的函數ΔT_sub=T_sat-T_l
另一種情況下，氣泡直徑D_d可以通過線性相關得到:
要使用方程17-435的Unal相關性，可以使用以下scheme命令:
要返回到默認公式17-434，可以使用scheme命令:
當流態轉變為霧流時，霧滴直徑可以假設為常數或由Kataoka-Ishii相關估計:
其中，
C_ds=0.28
J_v為蒸汽體積通量(表面速度)
Re_l是局部液體雷諾數
Re_v是局部蒸汽雷諾數
μ_l為液體粘度
μ_v為蒸汽粘度
展開 
