案例描述:
在一根圆管中,热空气从进口流入。管中分布着水滴喷入器,在管中,水滴将会被热空气加热蒸发相变为水蒸气,液滴、水蒸气和热空气一起混合从出口流出。
CFD仿真思路:
1、启动软件并导入网格
1.1 启动Fluent软件,选择3D双精度求解器。
1.2 导入网格,网格文件在文章底部有下载链接。
2、模型设置
2.1 启动能量方程。
2.2 湍流模型。
2.3 启动组分传输模型Species Model。当设置后点击会弹出一个information确认框,点击ok确定即可。
2.4 设置离散型DPM模型。
3、材料设置
对于本工况,空气、水、O2和N2保留默认设置。
4、边界条件
4.1 进口边界,设置进口速度为16 m/s,设置进口温度为900K,设置物料组分O2为0.23。
4.2 出口边界,设置物料组分O2为0.23。
5、操作条件
6、设置水滴喷射点。
6.1 喷射点0,操作Dedine -> Injections…
点击Create按钮后,弹出设置框。
在Turbulent Dispersion按钮,设置Discrete Random Walk Model。
6.2 建立喷射点1。喷射点1只是在喷射点0的基础上,只修改喷射位置而已,所以操作上只需要copy喷射点0,然后修改位置即可。
6.3 copy喷射点1,建立其它7个喷射点,喷射点的位置如下列表,同时Total Flow Rate设置为0.003。
7、求解设置
7.1 离散方案和收敛残差保持默认。
7.2 初始化。
7.3 迭代计算,输入迭代步数100。计算大概35步后,计算收敛。
8、加入DPM计算水蒸发
8.1 打开DPM模型。
8.2 修改松弛因子。
8.3 取消所有残差收敛监控。
8.4 输入迭代步数1500,计算完毕后保存case和data文件。
9、后处理
9.1 在文本输入框中输入report>dpm-summary,统计dpm颗粒的情况,可以看到,所有的水滴都已经蒸发。
9.2 显示喷射点0和1两处水颗粒的直径变化图。
9.3 显示X=0平面的温度变化云图。
9.4 显示水蒸气的质量分数分布云图。
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