顆粒沉降模擬的案例
一種粉塵顆粒沉降室，在混冷風、噴冷卻水的作用下，沉降效率大小模擬分析 ￥20
1、 模型簡介及計算參數
本次模擬對象為微硅粉沉降室，微硅粉粒子的沉降效率，進口管道和沉降室內冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態，三維模型見圖1。
沉降室設計要點：（1）沉降室尺寸長度（L）與高度（H）：
u: 氣流水平速度（通常0.3~1 m/s，防湍流）。確保顆粒在沉降室內有足夠時間沉降：
(2) 氣流分布進口設計：采用漸擴管（擴張角≤15°）或導流板，避免直接沖擊沉降區。均流裝置：增設多孔板或格柵，使斷面速度偏差≤20%。
（3）氣流速度（u）：上限：防止已沉降顆粒再飛揚（通常 umax≤1m/s），下限：避免設備體積過大（經濟性權衡）。
（4）溫度影響：高溫氣體需修正黏度μ（如200℃空氣黏度比常溫高23%），降低 vs
圖1 三維模型
計算參數如下：標況下煙氣風量為240000m3/h，溫度800℃，工況風量為943296m3/h，煙氣進口管道風速為16.3m/s；各冷風主管風量為15000m3/h，冷風主管風速為16.93m/s；粉塵濃度為8g/Nm3，其中70%微硅粉粒徑為0.3μm，粉塵容重為200kg/m3。流體密度為0.4043kg/m3；冷卻水用量為3t/h，采用DPM模型計算冷卻水液滴分布狀態，冷卻水噴嘴模型進行簡化，選solid-cone，擴散角55°，噴槍示意如圖2所示。
CFD模擬：檢查氣流均勻性（速度云圖）和顆粒軌跡（DPM模型）。
經驗公式對比：如L/H 比值通常取3~5（粗顆粒）或5~10（細顆粒）
圖2 噴嘴噴水方向示意圖
展開 混合懸浮液中顆粒的沉降數值模擬 ￥1500
<p>本案例基于COMSOL軟件仿真了管中內合懸浮液受到重力作用下的顆粒自由沉降過程，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/619931c1eb234fabb9b2b5a4a8200bc5.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，歡迎交流合作</p><p><br></p>
展開 CAD球體密堆積3D插件V2.0 ￥999
插件介紹
CAD球體密堆積3D插件V2.0版本可在AutoCAD內建立球體堆積模型，插件采取模擬球體在重力作用下的堆積行為，可生成超密堆積的幾何模型及進行堆積過程的動態展示。
插件優化重力堆積物理引擎，新增堆積可視化界面，可直觀查看建模過程中的球體隨機投放及重力堆積動畫，也可通過時長參數控制堆積過程模擬的運行時間。
插件可定義長方體模型的長寬高，支持設置三組球體粒徑范圍，并可設置每組球體粒徑占整個模型的比例，便于精確控制模型生成。
插件支持設置球體間的最小間距參數，能控制生成不干涉或相交的球體堆積模型。
模型說明
插件除在CAD內建立球體堆積模型外，也對外側帶有球體孔洞的長方體部件進行建模。
插件建立的球體重力密堆積模型可用于動畫演示、科研繪圖渲染、或導入ANSYS Workbench、COMSOL、Abaqus CAE等有限元軟件內進行仿真模擬。
球體重力堆積動畫，顆粒沉降模擬。
粒子堆積模型渲染，用于論文科研繪圖。
球體密堆積模型導入ANSYS Workbench可進行有限元仿真。
重力堆積模型導入到COMSOL軟件內。
在ABAQUS內建立球體密堆積模型。
展開 專家解答 | GMS地下水數值模擬、地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析
此證書作為個人學習和知識更新、專業技能提升、單位人才聘用的參考依據可上網查詢：www.aishangyanxiu.com
培訓費用：
非會員 3500元 會員 3100元
（f票可開具：培訓費、會議費、資料費、技術咨詢費等，配有蓋章文件等，用于參會人員報銷使用）
課程咨詢及報名方式掃碼咨詢
關于地面沉降數值模擬實踐技術應用與案例分析培訓班
7月10日-7月11日
會議方式：在線直播
培訓目標：目前，地面沉降問題是我國較為常見的環境地質問題，其巨大的破壞力嚴重影響城市建筑安全和交通軌道運行。圍繞地面沉降的防控與治理，是工程地質、環境地質、軌道交通設計等相關技術人員十分關注的領域，而數值模擬技術是評估防控效果的有效工具之一。本次培訓課程針對地面沉數值模擬技術，結合不同行業的需求，詳細講解利用Proceing modflow軟件建立地下水-地面沉降數值模型的流程與步驟，同時，選取真實案例，運用模擬技術解析鐵路沿線地面沉降的預測，優選不同控降方案。本次培訓有助于提升技術人員的業務能力，增加科研創新能力。
課程內容詳情
頒發證書：
參加會議的學員可以獲得《地下水建模及環評技術應用》專業技術證書，內含學時證明，網上可查。此證書可作為學時證明、個人學習和知識更新、單位在職人員專業技能素質培養及單位人才聘用重要參考依據。
展開 
CFDPro顆粒流仿真 | 基于拉格朗日粒子追蹤方法，模擬復雜顆粒的流動現象
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 單邊袋除塵器模擬分析，給出粉塵在進口煙道內的重力沉降分析結論 ￥15
針對該袋除塵器的結構特點，為了保證袋除塵器各袋室分風及袋室內流場的均勻性，CFD數值模擬按照設備實際尺寸 1:1 的比例建立，主要完成數值模型建立、網格劃分、邊界條件確定、數值計算、結果分析等內容，并添加合適的導流板使其滿足要求。
按照袋除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 袋除塵器模型
圖中a1~a5為各個提升閥口的流量監測面。
計算參數如下，總煙氣量為65131 m3/h，煙氣溫度為190℃；
煙氣進口邊界條件為速度進口（velocity-inlet）；
煙氣出口outlet邊界條件為壓力出口（pressure-outlet），壓力值為0 Pa；
濾袋設置為多孔介質（porous zone）；
本次模擬湍流模型采用標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動。
經CFD模擬，本項目袋除塵器運行時的流線圖如下：
圖2 速度流線圖
各個袋室的煙氣流量如下：
圖3 各監測面流量
從速度流線圖可以看出，煙氣進入除塵器后，經過進口導流板的導流作用，煙氣相對均勻的向下流動，靠近進口袋室處斜煙道內風速在8m/s~11m/s之間（箭頭處）；煙氣進入各袋室灰斗后經過灰斗導流板進行擴散，煙氣較為均勻地向上流動進入袋室，各個袋室煙氣量與平均流量的最大偏差約為1.54%。根據重力沉降速度的斯托克斯表達式：
展開 ABAQUS 原始鄧肯張模型模擬3D比奧固結沉降 ￥66.67
鄧肯張模型(duncan-chang model)模擬3維比奧固結(biot consolidation)沉降
1、 模型建立
建立一個10m*10m*10m的土體，干密度為1.8t/m3，水的容重為10kN/m3，假設地下水位與土體地面齊平，即土體為飽和土。
土體本構為原始鄧肯張模型(duncan-chang model)：該本構為非線性彈性本構，彈性模量和泊松比隨著圍壓的變化而發生變化，包含11個材料參數，通過子程序UMAT使鄧肯張模型的應力應變關系在ABAQUS中得以實現。
模型邊界條件：
1） 土體底部固定，四周邊界僅允許發生豎向沉降位移，土體在自重及初始圍壓50kPa下進行預固結；
2） 模型只能通過表面進行排水；
3） 在取得地應力平衡后，在土體頂部施加200kPa壓強使土體發生固結沉降。
模型初始條件：
1） 模型初始固結壓強為50kPa，在自重（重力加速10m/s2）條件下，在ABAQUS中建立初始地應力平衡（即，初始有效應力平衡）；
2） 模型初始孔隙率為1.5（即，初始孔隙率的平衡）；
3） 模型假設孔壓呈線性分布，頂面孔壓為0，底部初始孔壓為100kPa（即，初始孔隙水壓力平衡）；
4） 賦予模型狀態變量：歷史上最大的偏應力，固結應力和應力水平。
2、 模擬結果
模擬結束時的孔隙水壓力分布圖
模擬結束時的土體有效應力分布圖
土體表面的時間應變曲線
土體表面的時間沉降曲線
土體的初始固結壓力（賦予土體的初始狀態變量）
展開 顆粒運動射流模擬 ￥20
DPM cas 和 injection 射流的cas 以及網格
OpenFOAM料斗顆粒模擬 ￥10
<p>模擬清空充滿顆粒的料斗。這是 OpenFOAM 測試用例的示例/教程。用于模擬的解算器是 icoUn CoupledKinematicParcelFoam。 icoUn CoupledKinematicParcelFoam 是一種瞬態求解器，用于單個運動粒子云的被動傳輸。它使用預先計算的速度場來形成粒子云。</p><div contenteditable="false" width="100%">
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</div><div contenteditable="false" width="100%">
<p class="normal-img" contenteditable="false" style="--tw-shadow: 0 0 #0000; --tw-ring-inset: var(--tw-empty,/*!*/ /*!
展開 基于離散元原理的顆粒流模擬軟件Rocky 4.5.2
散裝固體是一個大的固體顆粒的集合，又稱顆粒流介質。顆粒介質流動在礦業工程的典型例子是礦石通過移動的采礦機械設備運輸。顆粒流的運動模擬比較復雜，因為這些流動可能是固體，也可能是液體，或兩種行為的組合。例如，沙子在沙漏的行為像一個液體，而沙子本身存在固體的應力應變關系。如同PFC的工作機理一樣，Rocky是一種無網格的方法，不求解連續體問題的運動方程。因此，不需要材料的應力應變關系，相反，通過DEM模擬后的結果可以輸出應力應變關系。每個顆粒的運動方程都通過時間進行積分。已知的總力是接觸力(顆粒與邊界之間)和體力, 典型的體力是重力、液體，靜電力、電磁力等。
展開 激波作用下顆粒層動態演化的雙流體模擬
隨著時間的演化，顆粒層寬度逐漸增大，固含率逐漸降低。這是因為高速氣體的夾帶作用使得固體顆粒層形成沿沖擊方向的運動、膨脹的趨勢。
(2)模擬與實驗結果對比
圖3給出了顆粒床層兩側監測點處壓力隨時間的變化，圖中的黑色曲線為實驗測量得到的壓力信號。為了檢驗計算網格對模擬結果定量準確性的影響，數值模擬中考察了三個網格尺寸：2mm、4mm、8mm，在數據處理上將沖擊波前沿抵達顆粒層的時刻定義為t=0時刻。
圖3表明，模擬得到的壓力信號能夠在定量上與實驗結果較好吻合。如圖3（a）所示，對于位于顆粒層左側的P1監測點，在沖擊波前沿抵達顆粒物料層表面后反彈至P1監測點的時間間隔，實驗測量結果約為2.7ms，數值模擬得到的結果為2.5ms；P1監測點處的壓力隨后急劇增大至一極大值，實驗測量結果為6.5bar，模擬結果為6.8bar；P1監測點處的壓力隨后逐漸降低，實驗測得的壓力值呈現較明顯的波動，數值模擬中因為將顆粒床層做了擬流體處理，得到的壓力信號非常平緩，但壓力值整體上都處于實驗測得壓力數據的波動范圍內，參見網格尺寸為2mm和4mm的模擬結果。
圖3（b）對比了P2處壓力信號的實驗結果和數值模擬結果。
展開 
懸浮顆粒兩相流模擬 ￥500
<p>本案例基于COMSOL軟件模擬了不同密度大小的懸浮顆粒在混合溶液中的流動沉積情況，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202203/imgs/b699ae180a0943238523c7268d430935.gif" alt="Untitled.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>密度較大顆粒的沉積情況</strong></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202203/imgs/85a95a81e397408fb3e8b3f4d11ad778.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>密度較小顆粒懸浮混合情況</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流</p><p><br></p>
展開 FLUENT管道內固體顆粒模擬
本教程演示了管道內固體顆粒隨氣流運動的設置和求解。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（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目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）依次右鍵選擇模型下邊界和上邊界，在彈出的如圖16-79所示的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出如圖16-80所示的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0.01m。在Quality中，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 兩個磁性顆粒相互靠近時的連接橋形成分布模擬 ￥1200
黑色區域為四氧化三鐵磁性顆粒，紅色區域為油酸和聚乙二醇混合溶液，在磁場作用下，兩個磁性顆粒相互靠近，并且兩個磁場顆粒外部的混合溶液受到磁場顆粒的作用，從而產生交織混合，形成連接橋。仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
COMSOL顆粒夾雜多孔介質多相材料達西滲流模擬
這里采用兩項材料通過COMSOL達西定律模塊對滲流進行模擬。
模型采用CAD隨機球體顆粒&過渡區插件建立后導入到COMSOL軟件內。
模型包括滲流發生的外側基體、內部顆粒、顆粒及基體過渡區（ITZ）三部分組成，由于內部顆粒的滲透系數遠小于基體，因此可將其省略，邊界置為無流動。設置過渡區的目的是在實際情況中，土體及內部碎石顆粒間往往會有孔隙，這就造成了接觸面的實際滲透率遠高于土體，模型剖切面如下。
模型設置左右兩側的水頭差，最終壓力及流速模擬結果如下。
