本案例演示了横截面渐变螺旋管中的流体流动。首先在DM中创建几何模型,然后进入Mesh对几何模型进行网格划分及边界区域命名,接着利用Fluent进行求解,最后在CFD-POST进行后处理。案例基于3D、稳态计算。
一
案例模型及参数
几何模型如图所示。

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材料 |
几何模型尺寸 |
边界条件 |
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水 |
轴向长500 mm 出口直径为50 mm |
Velocity-inlet = 0.1 m/s |
二
Workbench设置
▼ 将Fluid Flow (Fluent)拖入右边空白界面。

▼ 以DesignModeler方式打开Geometry。

▼ 关闭DesignModeler然后打开Mesh,进行网格划分。

三
Fluent设置
▼ 右键Setup,点击Edit…。

▼ 弹出Fluent登录界面进行设置。

3.1General设置
▼ 因为本案例是基于稳态计算,所以在Time中使用默认选项Steady。

3.2Model设置
▼ 打开能Viscous,因为是湍流流动,我们选用k-epsilon(2 eqn)模型,在网格划分时大家应该注意到将模型进行边界层处理,所以此处使用Enhanced Wall Treatment。

3.3Materials设置
▼ 我们打开air,然后将数据库打开。

▼ 我们将water-liquid选中,然后点击Copy。

3.4Cell Zone Conditions设置
▼ 打开fluid_domian,我们将计算域的材料从空气改为液态水。

3.5Boundary Conditions设置
▼ 选中inlet,点击Edit…,将速度大小设置为0.1 m/s。

3.6Methods设置
▼ 这里我们还是使用SIMPLE算法,但是将其中三项进行修改,如图中所示。

3.7进行初始化设置
▼ 我们在这里是使用了标准初始化,对所有区域进行初始设置;我们也可以使用混合初始化,这样软件将会使用欧拉方程对所有数值进行初始化。

3.8Run Calculation设置
▼ 我们将迭代步数设置为250。

3.9计算完成
▼ 大概180步时计算收敛。

四
CFD-POST后处理
▼ 关闭Fluent,右键Results点击Edit…。

▼ 流线速度云图。

▼ 切面压力云图。

读书笔记
Fluent软件中对喷雾这类气液两相流问题的模拟主要采用其自带的离散相模型(DPM——Discrete Phase Model)。此模型是以欧拉—拉格朗日方法为基础建立的。它把流体作为连续介质,在欧拉坐标系内加以描述,对此连续相求解输送方程,而把雾滴颗粒群作为离散体系,通过积分拉氏坐标系下的颗粒作用力微分方程来求解离散相颗粒的轨道,可以计算出这些颗粒的轨道以及由颗粒引起的热量/质量传递。同时,在计算中,相间耦合以及耦合结果对离散相轨道、连续相流动的影响均可考虑进去。当计算颗粒的轨道时,Fluent跟踪计算颗粒沿轨道的热量、质量、动量的得到与损失,这些物理量可作用于随后的连续相的计算中去。是,在连续相影响离散相的同时,用户也可以考虑离散相对连续相的作用。交替求解离散相与连续相的控制方程,直到二者均收敛(二者计算解不再变化)为止,这样,就实现了双向耦合计算。
在采用FLUENT中的离散相模型时,需要定义每个粒子尺寸以及温度。这些初始条件以及有关离散相物理性质的输入量/质量计算的必要条件。轨迹以及热量/质量传递的计算是粒子的对流或辐射传热、质量传递以及粒子在流场运动时的。而预测所得的轨迹以及相关的质量、热量传递可以通过