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基于FLUENT的旋风分离器流体仿真计算
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作者：CAENET版主 faee0　　出处：CAENET　　阅读：7622　　推荐：0
在上一个案例中，我们利用ICEM CFD对旋风分离器几何模型进行了网格划分。本案例将演示如何利用FLUENT对旋风分离器分离过程进行CFD计算。主要使用离散相模型模拟气固分离过程。
1 实例说明
在上一个案例中，我们利用ICEM
CFD对旋风分离器几何模型进行了网格划分。本案例将演示如何利用FLUENT对旋风分离器分离过程进行CFD计算。主要使用离散相模型模拟气固分离过程。
2 问题说明
旋风分离器主要用于气固分离，其利用介质旋转产生的离心力而使介质分离。本案例要计算的旋风分离器网格模型及边界条件如图所示，底流口可近似采用wall边界，在使用DPM模型过程中，设置wall为trap类型。
3 详细设置步骤
Step 1：加载FLUENT模块
如图2所示，在B2单元格上点击鼠标右键，选择Transfer Data To New，在下级菜单中选择Fluent，加载FLUENT模块。
图&2 加载ICEM CFD模块
加载FLUENT模块后的数据流程如图3所示。
图3 加载后的数据流程
Step 2：启动FLUENT
双击C2单元格，启动FLUENT。
图4 选择双精度计算
Step 3：General设置
点击模型树节点General，如图5所示。主要检查网格质量、模型尺寸等。
图5 General设置
Step 4：模型设置
旋风分离器流场涉及到强旋转、各向异性湍流，目前大多数采用雷诺应力模型进行湍流模拟。由于雷诺应力模型计算量大，收敛较为困难，计算时可以采用RNG K-E湍流模型，待收敛后再改用雷诺应力模型。如图6所示，采用RNG K-E模型及标准壁面函数进行计算。
图6 采用RNG湍流模型
Step 5：Materials设置
单相计算采用空气进行计算。默认设置即可。
Step 6：Cell Zone Conditions设置
设置计算域介质为air，如图所示。
图7&计算域设置
Step 7：边界设置
单相计算只涉及两个边界：入口边界与溢流出口边界。
入口边界采用velocity
inlet，指定速度为12m/s，如图8所示。
图8 指定入口边界
出口边界采用自由出流边界。如图9所示。
图9&出口边界
Outlet边界面指定其类型为Wall，其他边界保持默认。
Step 8：Solution Initialization
进行初始化计算。
图10 初始化计算
Step 9：Run Calculation
进行迭代计算。
图11 迭代计算
计算残差在大约1800步收敛时收敛到10e-3。如图12所示。
图12&计算残差
剖切面上速度分布如图13所示。
图13 速度分布
Step 10：离散相设置
连续相计算完毕后，开启离散相设置，计算粒子进入计算域后的行为。
本例考虑的是气固两相流，气体密度远小于固体密度，因此这里仅考虑固体粒子的阻力。对于颗粒在流体中的受力，有兴趣的可参阅相应的理论文档。
图14&离散相设置
点击Create按钮创建粒子入射源，如图15所示。
图15&粒子入射源设置
设置Outlet边界中的DPM标签页中的壁面条件为trap，如图16所示。设置Overlet边界中的DPM标签页下壁面条件为Escape，如图17所示。其他边界条件保持默认。
图16 设置壁面边界
图17&设置overlet边界条件
边界定义完毕后即可进行粒子追踪计算，如图18所示。
图18&粒子追踪计算
点击Track按钮进行粒子追踪计算，如图19所示。当信息框中出现如图中所示第一行所示的信息时，如tracked =
450，incomplete=448，表示粒子追踪计算并未完成。此时可以适当延长图14中的max number of steps，如将其增大至20000，此时再track粒子，出现图19中后两行所示信息，则表示粒子追踪完成。
图19 粒子追踪信息
从图中所示信息，可计算旋风分离器效率为：
至此，本例结束。
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贴数:14&分页:你微笑时好美发信人: lilicarol (小牛贝), 信区: MEMS
标&&题: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Mon Jan 17 17:46:26 2005), 站内 && 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片 && 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷 && --
而每过一天 每一天这情深者
便爱你多些 然后再多一些
我最爱你与我这生一起 哪惧明天风高路斜 &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.61.*]
大宅门发信人: zjulibrary (上课※实验※论文), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Mon Jan 17 18:05:30 2005), 站内 && 当然可以了，我的师姐就是这么搞的。不过还是要靠实践指导仿真的。 && 【 在 lilicarol (小牛贝) 的大作中提到: 】
: 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片
: 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷
回复请Ctrl+r /&&liking@ &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 210.32.170.*]
NEVER EVER GIVE UP!发信人: waive (原来失去亲人的感觉是这样的), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Mon Jan 17 18:28:29 2005), 站内 && 联系xiaomf,他们实验室有做这个的
【 在 lilicarol (小牛贝) 的大作中提到: 】
: 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片
: 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷
&&&& -- && ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.171.*]
大器不成☆瓦釜已久发信人: reninhat (小讨厌☆重出江湖之再战欧陆), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Mon Jan 17 18:42:17 2005), 站内 && 我只用femlab
【 在 lilicarol (小牛贝) 的大作中提到: 】
: 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片
: 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷
&&&&&& -- && ※ 来源:·BBS 水木清华站 ·[FROM: 192.38.84.*]
没有发信人: netbats (回家), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Mon Jan 17 18:58:57 2005), 站内 && 可以呀
很多软件都可以做这个事情
fluent, ansys, cfdrc等等
不过你这种情况应该fluent做的比较好 && 【 在 lilicarol (小牛贝) 的大作中提到: 】
: 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片
: 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷
我本将心向明月
奈何明月照沟渠 &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.76.*]
你微笑时好美发信人: lilicarol (科研不好搞啊), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Tue Jan 18 16:59:10 2005), 站内 && 谢谢，那我学学fluent吧，不过听有人说fluent的收敛性不好？ && 其实我就是简单的平面二维流动，可能管道结构有点复杂， && 就想模拟一下液体进入管道之后的情况，好选择管道的管径，长度以及泵等等 && fluent能理解我设计的管道结构吗？ && 【 在 netbats (回家) 的大作中提到: 】
: 很多软件都可以做这个事情
: fluent, ansys, cfdrc等等
: ...................
而每过一天 每一天这情深者
便爱你多些 然后再多一些
我最爱你与我这生一起 哪惧明天风高路斜 &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.56.*]
&发信人: yqliang (雍秦／杀楚), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Tue Jan 18 17:28:48 2005), 站内 && 我想看一下微流体的照片，最好能随着所设参数的变化能动态变化的那种，fluent行吗？ && 另外，那里下载fluent？
166.111.16.2不对我的IP开 && 【 在 lilicarol (科研不好搞啊) 的大作中提到: 】
: 谢谢，那我学学fluent吧，不过听有人说fluent的收敛性不好？
: 其实我就是简单的平面二维流动，可能管道结构有点复杂，
: 就想模拟一下液体进入管道之后的情况，好选择管道的管径，长度以及泵等等
: ...................
宋缺从容自若，缓缓道：“任何一件事，其过程往
往比结果更动人，勿要辜负生命对你的恩赐。” &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 162.105.18.*]
&没有发信人: netbats (回家), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Tue Jan 18 22:12:29 2005), 站内 && 这个应该没有问题
这是fluent最基本的功能
只要你的管道尺寸没有到微流体效应太显著的情况 && 【 在 lilicarol (科研不好搞啊) 的大作中提到: 】
: 谢谢，那我学学fluent吧，不过听有人说fluent的收敛性不好？
: 其实我就是简单的平面二维流动，可能管道结构有点复杂，
: 就想模拟一下液体进入管道之后的情况，好选择管道的管径，长度以及泵等等
: ...................
我本将心向明月
奈何明月照沟渠 &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.145.*]
你微笑时好美发信人: lilicarol (科研不好搞啊), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Wed Jan 19 21:10:51 2005), 站内 && 好！在蔚蓝订了本讲fluent的书，准备开始学 && 【 在 netbats (回家) 的大作中提到: 】
: 这个应该没有问题
: 这是fluent最基本的功能
: 只要你的管道尺寸没有到微流体效应太显著的情况
: ...................
而每过一天 每一天这情深者
便爱你多些 然后再多一些
我最爱你与我这生一起 哪惧明天风高路斜 &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.61.*]
希希发信人: BeYoung (今天的阳光如此灿烂), 信区: MEMS
标&&题: Re: 请问用fluent软件能模拟微管道当中流体的流动情况吗？
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Jan 20 09:05:07 2005), 站内 && 应该是可以的，如果管道不太“微” && 【 在 lilicarol (小牛贝) 的大作中提到: 】
: 比如用个泵把液体打进微管道，想先用计算机模拟一下流动状况，再作芯片
: 用fluent可以吗？从来没用过，唉。真郁闷
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☆&&☆☆☆&&☆☆☆ &&&& ※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.36.*]
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