Fluent应用:鼓泡塔内流体行为模拟

本案例利用Fluent求解鼓泡塔内气泡运动。

案例内容包括:

  • 设置瞬态鼓泡塔计算
  • 使用欧拉多相流模型
  • 使用合适的求解参数

1 问题描述

本案例模拟一个三维的鼓泡塔。计算模型如图所示。


表观速度0.01 m/s的空气通过塔底空气入口进入计算区域,本案例没有对塔底空气入口细节进行建模,将其简化为为一个面积为2e-4米的均匀入口。气泡的平均直径为3毫米。塔内液体为水,出口采用degassing边界条件。

2 Fluent设置

  • 以3D、Double Precision模式启动Fluent
  • 读取计算网格bub-col.msh.gz

计算网格如下图所示。


2.1 General设置

  • 激活Transient采用瞬态计算


  • 选择Operating Conditions…按钮打开操作条件设置对话框


  • 如下图所示设置重力加速度及操作密度


2.2 Models设置

  • 激活使用Eulerian多相流模型


  • 激活SST k-omega湍流模型,如下图所示


2.3 Materials设置

  • 添加材料water-liquid


2.4 设置相

  • 设置主相为水,如下图所示


  • 设置次相为空气,如下图所示


  • 设置相间作用,阻力模型选用universal-drag


  • 升力模型选择tomiyama


  • 壁面润滑力模型选用antal-et-al


  • 湍流分散力选用burns-et-al


  • 弹出的模型参数设置对话框中设置模型常数为0.8,如下图所示


  • 设置湍流相互作用为sato模型


  • 设置表面张力系数为0.072 n/m


2.5 边界条件设置

1、inlet设置

  • 设置入口速度方向为Normal to Boundary,如下图所示


  • 设置入口water相质量流量为0 kg/s,如下图所示


  • 设置入口air相质量流量为2.37e-5 kg/s,如下图所示


2、outlet设置

  • 如下图所示设置出口边界类型为degassing


2.6 Methods设置

  • 如下图所示设置求解算法


2.7 监测体积分数

  • 设置监测计算域内的平均持气率


2.8 初始化计算

  • 如下图所示进行初始化计算


2.9 创建动画

  • 创建z=0.01 m的等值面


  • 设置显示计算边界


  • 创建第二个边界面显示



  • 创建Scene,如下图所示设置


  • 设置自动保存


  • 设置动画定义


2.10 开始计算

  • 如下图所示设置计算参数并迭代计算


3 计算结果

  • 10s时刻空气体积分数


  • 监测动画如下图所示


免责声明:本文系网络转载或改编,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删

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