FLUENT模拟管道内部冲刷腐蚀过程

本教程将通过一个完整的三维计算流体动力学模拟过程，模拟管道内固体颗粒冲刷腐蚀模拟问题。

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）依次右键选择模型入口边界和出口边界，在弹出快捷菜单中选择Create Named Selection，弹出Selection Name对话框，输入名称inlet和outlet，单击OK按钮确认。

3）右键单击模型树中Mesh选项，依次选择Mesh→Insert→Inflation。boundary选择管道壁面，在Maximum Layers中输入5。

5）网格参数设置，在Assembly Meshing中，Method选择CutCell，在Sizing中，Max Size填入6.91E-03，Curvature Min Size填入3e-03在Quality中，Smoothing选择High。

6）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。

7）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。

8）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。

9）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    设置材料

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）单击主菜单中Setting Up Physics→Materials→Create/Edit，弹出Create/Edit Materials（材料）对话框。单击Fluent Database按钮弹出Fluent Database Materials对话框，选择water liquid，单击Copy按钮确认。

5   定义模型

1）单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板。在SolverTime中选择Steady。

2）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Standard k-epsilon(2eqn)，单击OK按钮确认并关闭对话框。

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，Max. Number of Steps中填入2500。

在Physical Models选项卡中，选择Erosion/Accretion。

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 Surfacs选择inlet，勾选Inject Using Face Normal Direction。

在Discrete Phase Model对话框中，单击OK按钮确认并关闭对话框。

6    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，双击inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入0.8，单击OK按钮确认退出。

7    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Hybrid Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

8   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1000，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。

9   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 （云图）按钮，弹出Insert Contour（创建云图）对话框。输入云图名称为“erosion”，单击OK按钮进入云图设定面板。

3）在Geometry（几何）选项卡中Locations选择wall document，Variable选择Dpm Erosion Rate Finnie，单击Apply按钮创建腐蚀速率云图。

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