FLUENT在旋流分离器中的模拟应用

本教程将通过一个完整的三维稳态计算流体动力学模拟过程，模拟旋流分离器中粒子的流动过程。

1启动Workbench并建立分析项目

1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，启动Workbench 19.2，进入ANSYS Workbench 19.2界面。

2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）选项，即可在项目管理区创建分析项目A。

2 导入几何体

1）在A2栏的Geometry上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry→Browse命令，此时会弹出“打开”对话框。

2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入几何体文件。

3 划分网格

1）双击A3栏Mesh项，进入Meshing界面，在该界面下进行模型的网格划分。

2）依次右键选择模型下边界和上边界，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称inlet，outlet1和outlet2，单击OK按钮确认。

3）设置网格尺寸为0.02m。在Quality中，Smoothing选择High。

4）右键单击模型树中Mesh选项，选择快捷菜单中的Generate Mesh选项，开始生成网格。

5）网格划分完成以后，单击模型树中Mesh项可以在图形窗口中查看网格。

6）执行主菜单File→Close Meshing命令，退出网格划分界面，返回到Workbench主界面。

7）右键单击Workbench界面中A3 Mesh项，选择快捷菜单中的Update项，完成网格数据往Fluent分析模块中的传递。

4 定义模型

1）双击A4栏Setup项，打开Fluent Launcher对话框，单击OK按钮进入FLUENT界面。

2）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。勾选Gravity，在Z中填入-9.81m/s2。

3）在模型设定面板Models中双击Discrete Phase按钮，弹出Discrete Phase Model（离散相模型）对话框，勾选Interaction with Continuous Phase，DPM Interation Interval处输入10。

4）在Discrete Phase Model对话框中，单击Injections按钮，弹出Injections对话框，单击Create按钮弹出Set Injection Properties对话框。

Injection Type选择surface，Release From Surfaces选择inlet，X-Velocity填入3，Diameter填入1e-06，Total Flow Rate填入1e-20。在Discrete Phase Model对话框中，单击OK按钮确认并关闭对话框。

5）在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Model（湍流模型）对话框，在Model中选择RNG k-epsilon(2eqn)，RNG Options勾选Swirl Dominated Flow，单击OK按钮确认并关闭对话框。

5 设置边界条件

1）单击主菜单中Setting Up Physics→Zones→Boundaries按钮启动的边界条件面板。

2）在边界条件面板中，选择inlet，单击Edit按钮弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入3。在DPM选项卡中，Discrete Phase BC Type选择reflect，单击OK按钮确认退出。

6 初始条件

1）单击主菜单中Solving→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。Initialization Methods中选择Standard Initialization，Compute from选择inlet，单击Initialize按钮进行初始化。

7 计算求解

1）单击主菜单中Solve→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。在Number of Iterations中输入2000，单击Calculate开始计算。

2）计算收敛完成后，单击单击主菜单中File→Close Fluent按钮退出FLUENT界面。

8 结果后处理

1）双击C4栏Results项，进入CFD-Post界面。

2）单击任务栏中（平面）按钮，弹出Insert Plane（创建平面）对话框，保持平面名称为“Plane 1”，单击OK按钮进入Plane（平面设定）面板。

3）在Geometry（几何）选项卡中Method选择ZX Plane，Y坐标取值设定为0.1，单位为m，单击Apply按钮创建平面。

4）单击任务栏中 （云图）按钮，弹出Insert Contour（创建云图）对话框。输入云图名称为“Vec”，单击OK按钮进入云图设定面板。

5）在Geometry（几何）选项卡中Locations选择Plane 1，Variable选择Velocity，单击Apply按钮创建速度云图。

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