基于ANSYSFLUENT的两相流分析例1

2016-10-07  by:CAE仿真在线  来源:互联网

众所周知,FLUENT和CFX是ANSYS中最牛的两个流体分析软件。下面以FLUENT为例,说明其在多相流分析中的应用。该例子来自于FLUENT帮助,但是其建模,网格划分以及命名集的定义方式则进行了改变。希望该例子对于大家做多相流的分析有所帮助。

问题:一个水-空气混合物在管道内向上流动,在T型交叉点分成两支。管道宽25mm,输入部分长125mm,顶部和右边都是250mm。空气和水在进口处的速度见下图,而两个出口处的出流权重分为为0.38和0.62.现在要求对该两相流做一个稳态分析。

使用ANSYS fluent分析过程如下

(1)创建项目示意图(WORKBENCH)

设置geometry单元格的属性

(2)创建几何模型(geometry)

设置单位为mm

创建草图并施加尺寸约束

修改模型

从草图生成面物体

这样,几何建模工作完成,存盘后退出DM.

(3)划分网格并设置命名集(mesh)

下面进入到mesh单元格,首先划分网格,添加一个尺寸控制,并设置单元划分尺寸为2.5mm.

划分网格结果如下

然后定义命名集,其实就是定义速度进口边,以及流出边。这些定义会在后面用到。

选择最下面这条边,并定义命名集inlet

再选择最右边这条边,定义命名集outlet1

最后选择最上边这条边,定义命名集outlet2

这样,网格划分和命名集定义结束,存盘并退出mesh.

(4)设置流体分析模型(setup)

点击WB中的setup,马上弹出下列对话框

OK后进入fluent。

(4.1)设置一般选项

进入general菜单项,接受默认设置。做基于压力的稳态分析,是二维的平面问题。

(4.2)定义计算模型

首先确定是多相分析(两相分析)

接着确定是紊流分析

(4.3)定义材料模型

系统默认只有空气材料,需要加入水这种材料

从FLUENT自带的材料库中找到水这种材料,并复制到本模型的数据库中

这样,材料模型的定义工作结束。

(4.4)定义多相的特性

首先定义第一相是水

接着定义第二相是空气,气泡的直径是1mm(注意FLUENT的默认长度单位是m)

最后定义空气与水之间的交互作用

(4.5)定义边界条件

有三个边界。进口速度边界以及两个出流边界。

(4.5.1)进口速度边界

混合体的进口边界

水的速度进口边界(1.53米每秒)

空气的速度进口边界(1.6米每秒)

还需要设定空气的进口处所占有的体积百分数(0.02)

(4.5.2)出口1的边界

首先把右边出口的类型改变成outflow,并设定其权重为0.38.

(4.5.3)出口2的边界

首先把上边出口的类型改变成outflow,并设定其权重为0.62.

最后还需要设定压力的参考点及大小以及重力的大小及方向

(5)设置求解条件(fluent)

(5.1)设置求解方法

(5.2)设置求解控制

(5.3)设置求解过程中的监视项目

(5.4)对流场进行初始化

(5.5)存盘

(6)计算(fluent)

(7)后处理(fluent)

查看压力云图

结果如下

其它查看结果的方式,不再赘述。

 

【注意】上述求解中有一些细节性的设置地方,限于篇幅,本文不再详细说明,如果大家有疑问,请参看FLUENT中该例子的帮助。

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