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注：资料来源于ANSYS官方实例教程。1引言
本例的目的在于利用FLUENT侵蚀模型研究3D弯管受粒子冲击造成的侵蚀现象。侵蚀现象在工程应用中是一种比较普遍的现象。
本例主要展现以下几点内容：
1）使用侵蚀模型分析3D弯管的侵蚀
2）如何使用离散相模型
3）使用合适的求解设置建立并求解模型
4）结果数据的后处理。2前置要求
本例假定读者已熟悉FLUENT的操作界面，并且已了解FLUENT求解设置的一般过程。一些基本的操作步骤不会描述得过于详细。同时，要求读者对于FLUENT中的离散相模型有一定的了解。3问题描述
本例的计算几何如图1-1所示。计算几何由两个90°弯管组成。
图1-1几何模型
水从inlet入口以法线方向10m/s速度流入计算域，outlet出口被假定为outflow边界。流场求解采用湍流模型，等温及稳态求解条件。
粒子密度1500kg/m3，以速度10m/s从inlet入口进入流体域，粒子直径200微米，质量流量1kg/m3。
壁面边界的法向和切向反射率定义为粒子冲击角的多项式函数，在冲蚀模型中，冲击角函数被定义用于描述管道壁面的延性损伤。
本例中，粒径函数定义为常数值1.8e-9，速度指数函数设置为常数2.6，这些值与公开文献保持一致。4设置与求解
Step 1：模型准备
1、以3D版本打开FLUENT软件。如图1-2所示。
2、在FLUENT软件中利用菜单【File】>【Read】>【Mesh】，选择并导入计算网格3d-elbow.msh文件。
图1-2启动FLUENT
Step 2：General面板设置
1、点击操作树节点General
2、在右侧操作面板中点击Scale…按钮，进行模型尺寸确认。
3、点击check…按钮，检查网格质量。
4、点击display…按钮，在图形区域显示网格。
5、其它参数保持默认。
图1-3 General面板参数设置
Step 3：Models设置
1、点击操作树节点Models进入模型操作面板。
2、设置viscous为标准k-e湍流模型。
鼠标双击模型列表中的viscous-laminar列表项，在弹出的设置对话框中进行如图1-4所示的参数设置。点击OK按钮确认参数设置并关闭对话框。
图1-4
设置湍流模型
3、设置离散相模型
鼠标双击Models列表框中Discrete Phase列表项，进入离散相设置面板。
1）勾选选项Interaction with Continuous Phase
2）设置Number of Continuous Phase Interations per DPM Iteration为5
3）设置Tracking标签页下参数max. Number ofSteps为10000，设置Step LengthFactor参数为5
4）切换至Physical Models标签页，勾选激活选项Erosion/Accretion，其他参数保持默认设置。
图1-5离散相设置
4、设置粒子入射
鼠标点击图1-5面板中的按钮Injections…，进入粒子入射设置面板。
1）点击Create按钮创建新的粒子入射。弹出如图1-6所示的入射定义面板。
2）设置Injection Type为surface，并在Release From Surfaces列表框中选择inlet为粒子入射位置。
3）选择Particle Type为Inert。
4）设置Point Properties标签页，设置Z-Velocity为10，设置Diameter为0.0002，设置Total Flow Rate为1。
5）进入Turbulent Dispersion标签页，勾选Discrete Random Walk Model，设置Number of Tries参数值为10。如图1-7所示。
图1-6创建粒子入射
图1-7设置湍流弥散
Step4：Material设置
1）点击模型操作树节点Materials
2）鼠标双击右侧面板材料列表项anthracite，进入材料编辑面板
3）修改Name为sand，修改Density为1500
点击按钮Change/Create保存修改，在弹出的对话框中选择Yes按钮。
操作过程如图1-8所示。
图1-8
修改材料属性
4）点击按钮Fluent Database…，在FLUENT材料数据库中寻找到材料water-liquid(h2o<l>)，点击Copy按钮将其拷贝到材料列表中。
5）点击Close按钮关闭材料对话框。
Step 5：Cell Zone Conditions设置
1）点击模型操作树节点Cell Zone Conditions，进入计算域设定面板。
2）点击Edit按钮，进入设定对话框
3）设定fluid的材料为water-liquid，如图1-9所示。
图1-9计算域设置
Step6：Boundary Conditions设置
点击模型树节点Boundary Conditons进入边界条件设置面板。
1、inlet边界设置
1）设置Velocity Magnitude为10m/s
2）设置Turbulence SpecificationMethod为Intensity and HydraulicDiameter
3）设置Turbulence Intensity为5%
4）设置Hydraulic Diameter为0.05
点击OK按钮关闭inlet边界设置对话框。
2、outlet边界设置
修改outlet边界类型为outflow，其它参数保持默认。
3、wall边界设置
需要在wall边界中指定粒子与壁面的碰撞行为。鼠标选择Zone列表中的wall，点击下方按钮Edit…，进入wall边界设置对话框。
1）进入DPM标签页
2）设置Discrete Phase ReflectionCoefficients，包括Normal及Tangent
3）点击Normal右侧按钮Edit，弹出如图1-10所示对话框，按图中参数进行设置。
提示：多项式指定方式经常会遇到。图中的多项式指定表达的函数为：y=0.993-0.0307x+(4.75e-4)x2-(2.61e-6)x3，x为in terms of下的选项，本例中为angle
图1-10
法向多项式指定
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