離散相模型（DPM）的案例
使用 Ansys Fluent 離散相模型 (dpm) 進行旋風分離器仿真 ￥5
關于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項目進行旋風分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風分離器進行穩態 CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子。考慮無阻力的單向耦合。這意味著流體相將通過阻力和湍流影響顆粒相，而顆粒相對氣相沒有影響。附Fluent案例文件
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基于Fluent的DPM對文丘里管除塵仿真計算
案例旨在通過CFD數值模擬方法，深入研究文丘里洗滌器內部的復雜氣液固多相流動和傳質過程，精確預測其除塵效率，為優化設計和安全分析提供理論依據。
基于ANSYS Fluent軟件，采用計算流體動力學（CFD）方法對文丘里洗滌器的除塵過程進行了數值模擬研究。模擬采用了歐拉-拉格朗日框架，將氣相（空氣）處理為連續介質，并利用離散相模型（DPM）追蹤粉塵顆粒（TiO?）的運動。
關鍵詞：文丘里洗滌器；CFD；離散相模型（DPM）；除塵效率；多相流
2. 計算模型與設置
2.1 幾何模型與網格
計算模型幾何結構包含收縮段、喉部和擴散段。計算網格采用多面體網格，在fluent meshing中生成，并對喉部高速剪切區及近壁區域進行了局部加密，以確保能夠準確捕捉核心流動特征和顆粒軌跡。最終網格總量約為525萬單元，網格質量大于0.6，滿足計算精度要求。
圖1 計算模型及網格劃分
2.2 多相流模型
模擬采用歐拉-拉格朗日方法：
? 氣相（連續相）：采用RNG k-ε湍流模型進行模擬，該模型對于處理文丘里管內的高速、強剪切流動具有較高的精度。
? 離散相：包括洗滌液滴和粉塵顆粒，均通過離散相模型（DPM） 進行追蹤。
粉塵：疏水性二氧化鈦（TiO?）顆粒，密度為4230 kg/m3，粒徑為1 μm，被視為惰性顆粒。
2.3 關鍵模型與邊界條件
? 顆粒捕集機制：粉塵顆粒的捕集主要基于慣性碰撞機理。單個液滴的碰撞效率η由經驗公式計算：
? 邊界條件：
氣相入口：采用質量流量入口。
液相入口：采用質量流量入口。
離散相邊界：所有壁面設置為trap（捕獲），出口設置為escape（逃逸）。
展開 FLUENT多相流案例之七：基于DPM離散項模型的管道磨蝕仿真 ￥9
考慮一截直管連接兩個90度彎管組成的管道模型。水以10m/s速度從入口進入，定義出口為流出邊界。考慮恒溫情況下的穩態湍流條件下，密度為1500kg/m3的顆粒從管道入口釋放，初始速度為10m/s，顆粒直徑為200微米，顆粒質量流量為1 kg/m3。壁面的法向和切向反射系數是質點碰撞角的多項式函數，磨蝕模型定義了沖擊角函數來表示管道壁面的韌性沖蝕(即以較淺角度沖擊管壁的顆粒比以較高角度沖擊管壁的顆粒造成的侵蝕率更高)。參考沙子的參數，定義直徑函數為1.8e?9，速度指數函數為2.6。
磨蝕仿真計算結果
收費文件列表
雙向流固耦合模型三：帶離散相的雙向流固耦合模型
通過雙向流固耦合可分析在顆粒作用下的流暢分布及固體受力狀態，若感興趣可加qq：1196497187
如何利用自適應網格加速Fluent仿真
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自適應網格多相流模擬應用
網格自適應也可用于幫助準確有效地模擬多相模擬，如液體射流破碎模擬。流體體積（VOF）到離散相模型（DPM）混合多相模型與動態網格自適應結合使用。VOF模型跟蹤液氣界面，而DPM是一個單獨的解算器，用于跟蹤懸浮在歐拉相中的離散粒子。?
該VOF-to-DPM模型的核心是一種算法，該算法尋找從噴霧主體分離的液體團塊，然后將其轉換為點質量，以便進一步跟蹤。這種方法使我們能夠不跟蹤較小液滴的界面，并減少了對非常精細網格的需要。
該混合模型的第二個重要部分是動態網格細化和粗化。使用精細網格跟蹤界面區域，一旦確定要傳輸到DPM模型的blob，則會對局部網格進行粗化，以保持單元數量可控。
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展開 如何利用自適應網格加速Fluent仿真
自適應網格多相流模擬應用
網格自適應也可用于幫助準確有效地模擬多相模擬，如液體射流破碎模擬。流體體積（VOF）到離散相模型（DPM）混合多相模型與動態網格自適應結合使用。VOF模型跟蹤液氣界面，而DPM是一個單獨的解算器，用于跟蹤懸浮在歐拉相中的離散粒子。?
該VOF-to-DPM模型的核心是一種算法，該算法尋找從噴霧主體分離的液體團塊，然后將其轉換為點質量，以便進一步跟蹤。這種方法使我們能夠不跟蹤較小液滴的界面，并減少了對非常精細網格的需要。
該混合模型的第二個重要部分是動態網格細化和粗化。使用精細網格跟蹤界面區域，一旦確定要傳輸到DPM模型的blob，則會對局部網格進行粗化，以保持單元數量可控。
展開 「CFD案例-Fluent」16 截面漸變螺旋管中的流體流動
此模型是以歐拉—拉格朗日方法為基礎建立的。它把流體作為連續介質，在歐拉坐標系內加以描述，對此連續相求解輸送方程，而把霧滴顆粒群作為離散體系，通過積分拉氏坐標系下的顆粒作用力微分方程來求解離散相顆粒的軌道，可以計算出這些顆粒的軌道以及由顆粒引起的熱量/質量傳遞。同時，在計算中，相間耦合以及耦合結果對離散相軌道、連續相流動的影響均可考慮進去。當計算顆粒的軌道時，Fluent跟蹤計算顆粒沿軌道的熱量、質量、動量的得到與損失，這些物理量可作用于隨后的連續相的計算中去。是，在連續相影響離散相的同時，用戶也可以考慮離散相對連續相的作用。交替求解離散相與連續相的控制方程，直到二者均收斂（二者計算解不再變化）為止，這樣，就實現了雙向耦合計算。
在采用FLUENT中的離散相模型時，需要定義每個粒子尺寸以及溫度。這些初始條件以及有關離散相物理性質的輸入量/質量計算的必要條件。軌跡以及熱量/質量傳遞的計算是粒子的對流或輻射傳熱、質量傳遞以及粒子在流場運動時的。
展開 多相流在仿真中的應用和展望（上）
離散相流
在離散多相流中，存在一個連續相和一個或多個離散相。
離散相由許多小的離散液滴、氣泡或固體顆粒組成，分布在整個連續相中。通常，這些顆粒的尺寸比流域小很多，并且通常小于單元格尺寸。
太多的粒子數導致無法計算出單個粒子的運動狀態，因此會采用歐拉法和拉格朗日法，這是兩種最常見的用于此類離散相粒子系統計算的模擬方法。
歐拉模型
歐拉方法將流體-粒子系統描述為混合連續相并求解每一相的質量、動量和能量方程。
■ 液滴、氣泡、粒子的軌跡不單獨計算。
■ 運動方程包括求解相之間拖曳力和離散多相流系統中發生的其他相關作用力。
■ 計算結果通常包括每一相的本地速度、溫度和體積分數。
■ 交界面形狀不被單獨計算。
■ 歐拉多相流模型有幾種變體：在各相之間的速度差相對較小的情況下，通常可以僅求解一個混合物運動方程（而不是每一相的運動方程）來簡化模型。模型中可以包含氣泡或液滴的破裂和聚并，計算其尺寸分布。對于液體或氣體中的固體顆粒，歐拉-顆粒模型可以計算粒子碰撞、摩擦和堆積密度的影響。
拉格朗日模型
拉格朗日粒子跟蹤方法可計算出單個顆粒、顆粒包、液滴或氣泡在連續相中的運動軌跡線。它也被稱為離散相模型（DPM）。
■ 在實踐中，此方法適用于當顆粒或液滴體積占比較小的情景——通常少于10％。
■ 如果粒子總數太大而無法計算，可以只計算具有統計顯著的顆粒包來簡化模型。
■ 顆粒對連續相的影響可以計算評估（反之亦然）。
展開 多相流在仿真中的應用和展望
離散相流
在離散多相流中，存在一個連續相和一個或多個離散相。
離散相由許多小的離散液滴、氣泡或固體顆粒組成，分布在整個連續相中。通常，這些顆粒的尺寸比流域小很多，并且通常小于單元格尺寸。
太多的粒子數導致無法計算出單個粒子的運動狀態，因此會采用歐拉法和拉格朗日法，這是兩種最常見的用于此類離散相粒子系統計算的模擬方法。
歐拉模型
歐拉方法將流體-粒子系統描述為混合連續相并求解每一相的質量、動量和能量方程。
l 液滴、氣泡、粒子的軌跡不單獨計算。
l 運動方程包括求解相之間拖曳力和離散多相流系統中發生的其他相關作用力。
l 計算結果通常包括每一相的本地速度、溫度和體積分數。
l 交界面形狀不被單獨計算。
l 歐拉多相流模型有幾種變體：在各相之間的速度差相對較小的情況下，通常可以僅求解一個混合物運動方程（而不是每一相的運動方程）來簡化模型。模型中可以包含氣泡或液滴的破裂和聚并，計算其尺寸分布。對于液體或氣體中的固體顆粒，歐拉-顆粒模型可以計算粒子碰撞、摩擦和堆積密度的影響。
拉格朗日模型
拉格朗日粒子跟蹤方法可計算出單個顆粒、顆粒包、液滴或氣泡在連續相中的運動軌跡線。它也被稱為離散相模型（DPM）。
l 在實踐中，此方法適用于當顆粒或液滴體積占比較小的情景——通常少于10％。
l 如果粒子總數太大而無法計算，可以只計算具有統計顯著的顆粒包來簡化模型。
l 顆粒對連續相的影響可以計算評估（反之亦然）。
l 質量輸運效應，例如：蒸發和冷凝以及、化學反應——燃燒等也可以計算模擬。
展開 四十四、Fluent 收斂標準-質量和能量守恒
</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>2.4 涉及多相流問題</strong></p><p><br></p><p>使用多相流模型，上述三個Fluxes可以對單獨相也可對mixture進行計算。如果沒有源項，那么每一相的net results=0；</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/8tJMdLVYZy9aicLdtZXwZOLDDLnP3ic2M2hze8LcmGLxdYQuibDSokKLtbOw0cqn8bTMsWwC8uia7s61IeW6SzcxFQ/640?wx_fmt=jpeg" width="100%"> </p><p><br></p><p>如果對某一相設置了質量或能量源項，那么對這一相的net results就是添加源項計算域的積分值。</p><p> </p><p>如果涉及到相間的傳熱和傳質，那么對于單獨相，則mass flow rate和total heat transfer rate的Net Results不為0；</p><p><br></p><p>但是對于mixture相，mass flow rate和total heat transfer rate的Net Results=0。比如蒸發冷凝模型、PBM模型。</p><p><br></p><p><br></p><p> </p><p><strong>2.5 涉及到顆粒流動</strong></p><p><br></p><p>如果使用離散相模型（DPM），則會單獨報告粒子注入的質量流量和傳熱率，并且Net Results結果會將粒子注入的質量流量和傳熱率也包含進去。
展開 XFlow支持的變量名
3、在剛體動力學分析中，用戶可以調用以下剛體變量： px, py, pz 剛體參考點的x, y, z坐標分量 vx, vy, vz 剛體參考點的x, y, z方向的速度分量 ax, ay, az 剛體參考點的x, y, z方向的加速度分量 eux, euy, euz 剛體的旋轉歐拉角 wx, wy, wz 剛體的旋轉角速度
4、在非等熱模型和非牛頓流體分析中，用戶可以調用的變量： theta 溫度
5、在非牛頓流體分析中，用戶可以調用的變量： gamma 切變率
6、在多相流中，用戶可以調用的變量： vof 液相體積分數
7、在離散相模型DPM分析中，用戶可以調用的流體相和離散相變量： particle_x, particle_y, particle_z 離散相粒子的x, y, z坐標分量 particle_vx, particle_vy, particle_vz 離散相粒子的x, y, z速度分量 particle_t 離散相粒子的時間 particle_vN 離散相粒子與固定碰撞時的法向速度分量 particle_vT 離散相粒子與固定碰撞時的切向速度分量 particle_vNDrift 離散相粒子與固定碰撞時的Drift法向速度分量 particle_vTDrift 離散相粒子與固定碰撞時的Drift切向速度分量 particle_diam 離散相粒子的直徑 fluid_x, fluid_y, fluid_z 流體相的x, y, z坐標分量 fluid_vx, fluid_vy, fluid_vz 流體相的x, y, z速度分量 fluid_sp 流體相的靜壓 fluid_vrt 流體相的渦量
8、在功能模擬界面FMI standard分析中，用戶可以調用輸入變量： fmu() FMU計算的輸入變量 那么在以上的變量定義和使用中
展開 
STAR CCM+ VS. ANSYS Fluent
從領先的3D建模程序，包括SolidWorks， Inventor， NX， Pro/ENGINEER， Rhino和CATIA直接導入實體模型也可能與額外購買的轉換插件。一旦導入，幾何圖形就被歸類為部件。也就是說，所有后續的操作，例如生成表面網格或指定邊界條件，都是參照原始部件來執行的，而不是在后續步驟中創建的網格。基于部件的工作流確保在使用修改的幾何圖形替換部件時，大多數模擬設置不需要重復操作。
1.2 物理建模能力
STAR-CCM+包含了廣泛的物理模型和方法，用于模擬單相和多相流體流動、傳熱、湍流、固體應力、動態流體相互作用、氣動聲學以及相關現象。通過定期發布不斷引入新特性。核心物理建模能力包括無粘流、層流或湍流、牛頓或非牛頓粘度、不可壓縮或可壓縮流、多組分混合物、多相混合物、多孔界面或體積、被動標量、定常或非定常流、理想或真實氣體狀態定律方程、傳導、對流、輻射、反應流和運動。
STAR-CCM+提供了一個包含固體、液體、氣體和電化學種類的常用材料的數據庫，并提供了廣泛的湍流建模選項，包括RANS模型、雷諾應力傳輸模型、分離渦和大渦模擬模型以及層流到湍流轉捩模型。STAR-CCM +引領行業在多相物理建模能力包括歐拉多相流(氣體、液體或固體)，顆粒相模型、顆粒群平衡模型(氣泡大小分布)，壁面沸騰及體積菲特模型，基于體積的流體(受到)的表面跟蹤模型，液膜膜模型、分散和多相混合模型，拉格朗日相模型和離散單元模型(DEM)模型對大量離散的對象進行交互。移動參考系和移動變形網格都可以用來捕捉流體或固體運動對彼此的影響。運動可以由用戶定義，也可以由動態流體相互作用(DFBI)定義。反應化學模型包括模擬固體、液體或氣體燃料、預混燃燒或非預混燃燒、表面反應、顆粒反應和煤燃燒和聚合的能力。燃燒模型包括小火焰模型和反應種輸運模型，如渦流破碎模型。
展開 FLUENT管道內固體顆粒模擬
4 定義模型
（1）雙擊A4欄Setup項，打開Fluent Launcher對話框，單擊OK按鈕進入FLUENT界面。
（2）單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。在SolverTime中選擇Transient。勾選Gravity，在Y中填入-9.81m/s2。
（3）在模型設定面板Models中雙擊Multiphase按鈕，彈出Multiphase Model（多相流模型）對話框，選擇Eulerian，在Eulerian Parameters中選擇Dense Discrete Phase Model，單擊OK按鈕確認并關閉對話框。
（4）在模型設定面板Models中雙擊Discrete Phase按鈕，彈出Discrete Phase Model（離散相模型）對話框，在DPM Interation Interval處輸入100。
在Numerics選項卡中，取消選擇Accuracy Control，Tracking Scheme選擇implicit。
（5）在Discrete Phase Model對話框中，單擊Injections按鈕，彈出Injections對話框，單擊Create按鈕彈出Set Injection Properties對話框。
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