顆粒流動
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-26
顆粒流動的視頻教程
CEL、SPH、DEM傻傻分不清
同時對于一些顆粒流動的模擬，Abaqus也支持DEM（離散元法）的應用。 對于CEL、SPH、DEM這三種方法的使用場景與設定，通常對于仿真應用工程師來說會傻傻分不清。本次分享基于這三種方法的原理與基礎實現方法進行講解，結合案例介紹三種方法的不同應用。 課程目標： 了解Abaqus中CEL、SPH、DEM的原理； 了解三種方法的不同應用場景與設定技術 課程大綱： 1.?
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fluent專家-離散相-案例1-管道內顆粒運動軌跡的模擬
fluent-離散相-案例1-管道內顆粒運動軌跡的模擬 案例簡介 本案例模擬顆粒隨著氣流流動時的變化軌跡及與管壁的碰撞，采用DPM模型進行模擬計算，模型如圖所示，直徑為50mm，長度為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果后處理，全程錄制，讓大家可以自己按照視頻做出來 知識點：dpm模型、侵蝕模型、等等
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顆粒流動的實例教程
顆粒流仿真是通過數值模擬手段模擬由大量固體顆粒構成的系統的動態行為，能夠詳盡刻畫顆粒間的碰撞、擴散、堆積、破碎、混合等微觀交互，以及與流體介質的相互作用，從而預測顆粒流在各種工況下的宏觀表現。顆粒流仿真能夠揭示隱藏的風險因素，為產品研發、故障診斷、性能優化提供關鍵數據支撐。
能源與動力工程：應用于發動機吸入物模擬與燃燒室顆粒物行為分析。
環境保護與災害預防：涉及大氣污染擴散模擬與地質災害預警。
化工與材料工程：涵蓋反應器內顆粒流動與混合優化以及顆粒填充與成型過程控制。
農業與食品工程：應用于種子播撒與肥料施用技術優化以及糧食干燥與儲存過程管理。
顆粒流模擬仿真模塊
ParticlePro為積鼎科技自主研發的顆粒流模擬模塊，該模塊是基于拉格朗日粒子追蹤方法，專為解決復雜顆粒流動現象而設計，可用于發動機吸雨吸雹、發動機葉片顆粒流、微小粒子撞擊損傷等應用場景的仿真分析。
拉格朗日粒子追蹤
支持顆粒間的直接碰撞模型，考慮顆粒間的彈性碰撞、摩擦力等相互作用，以模擬顆粒群的集體行為。
耦合流場模型
集成了Langevin湍流擴散模型，用于描述顆粒在湍流背景下的隨機擴散行為，考慮了顆粒與流體微團之間的相對速度差異及湍流脈動對顆粒擴散的影響；稀相模型和密相模型的靈活切換，適應不同顆粒濃度條件下的模擬需求。
先進顆粒特性處理
顆粒旋轉模型，考慮顆粒在流場中因受力不平衡導致的自轉；馬格納斯升力模型，模擬顆粒在流場中由于形狀、旋轉和流體黏性引起的額外升力效應。
惰性傳熱處理
能夠模擬顆粒作為惰性物質在流場中傳遞熱量的過程，有助于分析顆粒溫度變化對流動行為、顆粒沉積、熱交換設備性能等方面的影響。
展開 Keywords: DEM(離散元)
Tools: LS-PrePost , LS-DYNA SMP
用DEM模擬顆粒流動
顆粒流動問題是很多同學目前正在研究的問題，這類問題一般來說都比較復雜，Fluent提供了多種模型對這類問題進行模擬，包括DPM、DDPM、DEM、PBM等，上述的每種模型都有其適用的工況，并不通用，這次我們介紹一下DPM模型。
由于DPM的復雜性，本文只對Fluent中DPM的操作進行一些簡單的設置，一些設置的具體依據，我們在下一次文章中詳細講解一下。
1 概念介紹
首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來很簡單，拉格朗日法是以某一質點的運動作為研究對象，觀察這一質點在流場中由一點移動到另一點時，其運動參數的變化規律；歐拉法以某一流場區域作為研究對象，研究各時刻質點在流場中的變化規律。
顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運動，而歐拉法更適用于描述流體運動。DPM模型就是基于這兩種方法進行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運動，使用拉格朗日法描述顆粒運動。
DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分數小于10%，同時不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。
2 模型描述
本例的模型采用三通管模型，如圖所示。模型有兩個入口和一個出口，分別為INLET_Y、INLET_Z和OUTLET，含顆粒物的空氣從INLET_Z進口流入計算域內，最后經OUTLET流出。
3 導入網格
使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內。
4 Scale網格尺寸
Scale修改網格尺寸。如圖所示。
確保計算域尺寸是我們所需要的。
展開 PFC中流固耦合有三種方式：
1、單向流固耦合（one_way）：也就是顆粒受流體作用，但是流體不受影響。
2、利用達西定律實現雙向耦合
3、和第三方的算法或者流體軟件進行耦合(比如OpenFOAM)
這里做一個單向耦合的小例子——模擬顆粒落入流動的水中。
由于當水比較多的時候，流速不太容易受到下落的顆粒影響，這里簡化為單向耦合是合理的。
首先生成cfd網格和顆粒。這里的網格使用我之前帖子中生成方形網格的小程序生成節點和單元文件。
new
domain extent -3 3
wall generate box -2 2 -1 1 -0.5 2
wall delete walls range id 2[x_pos=0.5]
[height=1]
[box_chicun=0.5]
[rdMin=0.01]
[rdMax=0.03]ball generate radius [rdMin] [rdMax] number 1000 tries 2000000 range x [x_pos+rdMin] [x_pos+box_chicun-rdMin] ...
展開 圖5顯示的是Rocky中計算振動篩上的顆粒運動。第一個驗證耦合方法的實驗數據來自TUNRA實驗室（紐卡斯爾大學，澳大利亞），傳送槽周圍的空氣流動且仿真數據與實驗數據吻合。負責研發Rocky的母公司屬于采礦業，自然地大部分的用戶也一直在這個部門。然而，在最近的幾個月中，該軟件在其他行業中得到普及，如農業（圖6谷物流動）、制藥（Rocky被用于模擬片劑包衣）、材料搬運、建筑行業（圖7和圖8模擬輸送機和卡車裝載站周圍土壤流動）及其他。Rocky的應用沒有行業限制，能夠在任何情況下準確的預測固體顆粒的運動。
圖5 Rocky軟件中模擬振動篩上顆粒流動（上面）和ANSYS Structural軟件中模擬篩的變形；Rocky中預測節點力輸出到ANSYS
圖6 Rocky軟件模擬谷物流動
圖7 輸送機機架周圍土壤流動
圖8 模擬移動式輸送機周圍土壤流動
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顆粒流動的最新內容
對于稠密的顆粒流動，又根據顆粒與顆粒之間的力學作用而將其處理為硬球模型與軟球模型，前者不關注碰撞和摩擦過程中顆粒變形對于后續運動軌跡的影響，而后者則關注顆粒的力學變形。對于不同的工程問題，可選擇的模型眾多，需要設置的參數也較多。本培訓選擇工程中常用的涉及顆粒流問題的案例進行演示，力求通過本課程的學習，使學習者能夠掌握利用Ansys Fluent解決常見工程顆粒流問題仿真的基本技能。
循環流化床：氣流速度在鼓泡床和湍流床之間，床層中有大量氣泡和顆粒循環流動。因顆粒循環，固體顆粒與氣體的接觸時間增加，反應效率高，原料適應性強，碳轉化率高。
振動流化床：床體底部安裝振動電機，提供機械振動，使物料在空氣分布板上跳躍前進，同時與熱風接觸進行熱質傳遞。能改善普通流化床干燥后顆粒含水率不均勻、物料易團聚等問題，節能效果好，可處理黏性物料。
憑借這些先進工具，Altair 為科研人員和工程師打造了一體化平臺，讓結構設計、材料研究、動力學、電磁、顆粒流動以及 AI 預測建模實現真正的多學科融合與創新突破。
我們堅信，當人工智能與仿真技術深度融合，必將為廣大師生與研究人員賦能，從而在科研征程中不斷突破創新，邁向更高遠的學術巔峰，攜手推動科技領域的跨越式發展。
多相流模型|DPM01基礎知識9個月前
DPM模型的應用
以下是DPM模型常見的應用場景：
噴霧模擬：比如噴霧干燥和噴漆、噴油器特性；
顆粒追蹤：追蹤流動中顆粒的運動，例如沉積物運移、芯片中微管道顆粒運動，污染物擴散或者粉塵擴散等。
燃燒模擬：對燃料固體顆粒或者油滴建模。
可應用于石油和天然氣、農業、制藥、采礦等多個行業，用于模擬輸送機 chute、磨機、混合器等物料處理設備中的顆粒流動行為，幫助工程師優化設備設計，提高工藝效率，降低成本。例如，Sub-Zero 公司將 Ansys Fluent 與 Ansys Rocky 耦合，用于分析冷凝器上的灰塵積聚問題，以設計更強大的換熱器。
產品不只是結構件，既要“能動”，還要“能感知環境”；既要承受結構受力，還要應對流體流動或顆粒作用…
在產品研發周期不斷縮短的今天，如何同時搞定結構?流體?熱?電磁?控制系統的復雜協同、完成設計驗證，并能夠更真實地還原工況、更全面地評估性能，成為了許多工程研發團隊關注的重點。
產品不只是結構件，既要“能動”，還要“能感知環境”；既要承受結構受力，還要應對流體流動或顆粒作用…
在產品研發周期不斷縮短的今天，如何同時搞定結構?流體?熱?電磁?控制系統的復雜協同、完成設計驗證，并能夠更真實地還原工況、更全面地評估性能，成為了許多工程研發團隊關注的重點。
五十五、PBM模型參數詳細設置10個月前
p>PBM模型的一些參數比較復雜，難以理清，本文單獨對PBM模型的重要參數設置進行的解釋，主要涉及到</p><p>數值離散方法的選取</p><p><br></p><p>顆粒/氣泡Bins的計算</p><p><br></p><p>幾何文件導入粒徑格式</p><p><br></p><p>邊界條件氣泡相體積分數boundary value</p><p><br></p><p>注：PBM模型可以模擬氣泡或者顆粒的流動
</p><p>大家都知道DEM（離散單元法）是模擬顆粒流動以及巖土類介質破壞的重要工具，業界鼎鼎大名的Altair-EDEM、PFC以及ANSYS-RockyDEM都是解決顆粒物質力學仿真的明星產品。但是，作為顯式動力學計算鼻祖的LS-DYNA也是早早引進了DEM方法，并提供了多物理場耦合的強大功能。
它通過在爐膛內構建高速流動的顆粒床層，實現燃料的高效燃燒，并且具備處理多種燃料的能力，涵蓋劣質煤、生物質等。為保障燃燒過程的高效與環保，精準控制煙氣中的氧含量顯得非常關鍵。
