ansys教學(xué)算例集fl使用ddpm方法對(duì)上升管內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行分析

使用DDPM方法對(duì)上升管內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行分析算例來源：ANSYS官方算例算例制作：崔亮算例校核：關(guān)鍵詞：摘要本算例使用ANSYSFluent19.1軟件中的密集離散相模型（DDPM）方法，對(duì)上升管內(nèi)的流動(dòng)過程進(jìn)行仿真。文檔內(nèi)包含詳細(xì)的網(wǎng)格導(dǎo)入、模型選擇、材料物性、邊界條件、求解參數(shù)和后處理的設(shè)置。通過仿真計(jì)算獲得上升管內(nèi)的流速分布、顆粒體積分率分布等結(jié)果。案例描述密集離散相模型（DDPM）用于具有一定顆粒尺寸分布的第二相的計(jì)算。本算例仿真的上升管如下圖所示，空氣從上升管的底部進(jìn)入，顆粒從底部上方一定高度的管壁側(cè)面進(jìn)入，出口在最上方。創(chuàng)建工作目錄并啟動(dòng)Fluent在硬盤上創(chuàng)建英文名稱的文件夾（例如Riser_DDPM），將網(wǎng)格文件riser.msh.gz拷貝至該目錄下。啟動(dòng)Fluent19.1，在FluentLauncher中，Dimension選擇2D，DisplayOptions中勾選DisplayMeshAfterReading和WorkbenchColorScheme，Options中勾選DoublePrecision，ProcessingOptions選擇Serial（用戶也可以根據(jù)現(xiàn)有的硬件資源和License授權(quán)酌情選擇合適的并行數(shù)），更改WorkingDirectory路徑至該網(wǎng)格文件目錄下，點(diǎn)擊OK啟動(dòng)Fluent19.1。導(dǎo)入網(wǎng)格文件菜單中點(diǎn)擊【File】>【Read】>【Mesh…】，選取網(wǎng)格文件riser.msh.gz，點(diǎn)擊OK導(dǎo)入網(wǎng)格。此時(shí)，圖形界面中可以查看導(dǎo)入的網(wǎng)格。General一般設(shè)置樹中點(diǎn)擊【Setup】>【General】>【Mesh】>【Check】，F(xiàn)luent開始對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行檢查，以米制為單位列出模型在XYZ各方向的尺寸范圍，并報(bào)告出網(wǎng)格中可能存在的問題。注意重點(diǎn)關(guān)注最小體積（minimumvolume）的數(shù)值，確保其為正值，因?yàn)镕luent無法對(duì)負(fù)體積的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算。General一般設(shè)置（續(xù)）樹中【Setup】>【General】，在Solver中選擇瞬態(tài)（Transient）、基于壓力的（Pressure-Based）求解器和Planar的2DSpace，勾選Gravity，輸入Y方向的重力加速度為-9.81。Multiphase多相流模型設(shè)置樹中【Setup】>【Models】>【Multiphase】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Multiphase，在彈出的MultiphaseModel窗口中選擇Eulerian。在EulerianParameters中勾選DenseDiscretePhaseModel，點(diǎn)擊OK關(guān)閉MultiphaseModel窗口。DPM離散相模型設(shè)置樹中【Setup】>【Models】>【DiscretePhase】，鼠標(biāo)左鍵雙擊DiscretePhase，彈出DiscretePhaseModel窗口，將DPMIterationInterval修改為100，切換到Numerics標(biāo)簽卡中，取消勾選TrackingOptions中的AccuracyControl，在TrackingSchemeSelection中的TrackingScheme下拉菜單選擇implicit。DPM離散相模型設(shè)置（續(xù)）點(diǎn)擊Injections…按鈕，彈出Injections窗口，點(diǎn)擊Create按鈕，彈出SetInjectionProperties窗口，在InjectionName中輸入solids-backfeed，在InjectionType中選擇group，在NumberofStreams中輸入20，在Material下拉菜單中選擇anthracite，在DiameterDistribution下拉菜單中選擇rosin-rammler，在DiscretePhaseDomain下拉菜單中選擇phase-2。在PointProperties標(biāo)簽卡中，按照下圖所示的參數(shù)輸入。DPM離散相模型設(shè)置（續(xù)）切換到PhysicalModels標(biāo)簽卡中，在DragLaw下拉菜單中選擇Syamlal-OBrien。點(diǎn)擊OK完成設(shè)置并關(guān)閉SetInjectionProperties窗口。點(diǎn)擊Close關(guān)閉Injections窗口。點(diǎn)擊OK完成設(shè)置并關(guān)閉DiscretePhaseModel窗口。Materials材料設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【Materials】，進(jìn)行材料物性設(shè)置。在Materials的TaskPage中點(diǎn)擊【InertParticle】>【anthracite】>【Create/Edit…】，在彈出的Create/EditMaterials窗口中，Density修改為2400，點(diǎn)擊Change/Create按鈕，再點(diǎn)擊Close按鈕關(guān)閉Create/EditMaterials窗口。Multiphase多相流模型設(shè)置樹中【Setup】>【Models】>【Multiphase(Eulerian)】>【Phases】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Phases，彈出Phases窗口，在Phases中選擇phase-1–PrimaryPhase，點(diǎn)擊Edit，在彈出的PrimaryPhase窗口中，Name中輸入gas，PhaseMaterial下拉菜單中選擇air，點(diǎn)擊OK關(guān)閉PrimaryPhase窗口。Multiphase多相流模型設(shè)置（續(xù)）繼續(xù)在Phases窗口中，在Phases中選擇phase-2–DiscretePhase，點(diǎn)擊Edit，在彈出的DiscretePhase窗口中，Name中輸入solids，勾選Granular，在Properties中，GranularViscosity選擇gidaspow，GranularBulkViscosity選擇lun-et-al，點(diǎn)擊OK關(guān)閉DiscretePhase窗口。點(diǎn)擊Close關(guān)閉Phases窗口。BoundaryConditions設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Setup】>【BoundaryConditions】，進(jìn)行邊界條件的設(shè)置。在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中inlet，確認(rèn)其Type是velocity-inlet，如果不是，從Type的下拉菜單中切換選擇。在Phase的下拉菜單中選擇gas，點(diǎn)擊【Edit…】，彈出VelocityInlet窗口，在VelocityMagnitude中輸入1.1，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。BoundaryConditions設(shè)置（續(xù)）繼續(xù)在Phase的下拉菜單中選擇solids，點(diǎn)擊【Edit…】，彈出VelocityInlet窗口，確認(rèn)GranularTemperature中的數(shù)值為0.0001，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。BoundaryConditions設(shè)置（續(xù)）在BoundaryConditions的TaskPage中，鼠標(biāo)左鍵單擊選中outlet，確認(rèn)其Type是pressure-outlet，如果不是，從Type的下拉菜單中切換選擇。在Phase的下拉菜單中選擇mixture，點(diǎn)擊【Edit…】，彈出PressureOutlet窗口，在Momentum標(biāo)簽卡中，確認(rèn)GaugePressure中的數(shù)值為0。切換到DPM標(biāo)簽卡中，確認(rèn)DiscretePhaseBCType選擇為escape，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。BoundaryConditions設(shè)置（續(xù)）繼續(xù)在Phase的下拉菜單中選擇solids，點(diǎn)擊【Edit…】，彈出PressureOutlet窗口，確認(rèn)BackflowGranularTemperature中的數(shù)值為0.0001，點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。SolutionControls求解控制設(shè)置在最左側(cè)的樹中，鼠標(biāo)左鍵雙擊【Solution】>【Controls】，進(jìn)行求解控制的設(shè)置。在SolutionControls的TaskPage中，Under-RelaxationFactors中的Pressure修改為0.7，Momentum修改為0.3，其余的松馳因子保留默認(rèn)值。Initialization初始化樹中【Solution】>【Initialization】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Initialization，在TaskPage中InitializationMethods選擇為StandardInitialization，在InitialValues中，solidGranularTemperature輸入0.0001，其余的都輸入0。點(diǎn)擊Initialize按鈕進(jìn)行初始化。RunCalculation運(yùn)行計(jì)算樹中【Solution】>【CalculationActivities】>【Autosave(EveryTimeStep)】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Autosave(EveryTimeStep)，彈出Autosave窗口，在SaveDataFileEvery(TimeSteps)中輸入6000，每間隔6000個(gè)時(shí)間步自動(dòng)保存一次該時(shí)刻的結(jié)果數(shù)據(jù)文件。在FileName中輸入riser-uns.gz，點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉Autosave窗口。RunCalculation運(yùn)行計(jì)算（續(xù)）樹中【Solution】>【RunCalculation】，鼠標(biāo)左鍵雙擊RunCalculation，在TimeStepSize中輸入0.001，在NumberofTimeSteps中輸入30000，在Options中勾選DataSamplingforTimeStatistics，在ReportingInterval中輸入5。菜單中點(diǎn)擊【File】>【W(wǎng)rite】>【Case…】，在CaseFile中輸入文件名riser-init.cas.gz，點(diǎn)擊OK保存Case文件。點(diǎn)擊Calculate運(yùn)行計(jì)算。Post-processing后處理在最左側(cè)的樹中，使用【Results】中的相關(guān)工具，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理。樹中【Results】>【Graphics】>【Contours】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Contours，彈出Contours窗口，在Options中勾選Filled、NodeValues、GlobalRange和AutoRange，在Coloring中選擇Smooth，Phase選擇solids，Contoursof選擇UnsteadyStatistics…>MeanVolumefraction，Surfaces不選擇任何邊界。點(diǎn)擊Save/Display按鈕，顯示上升管內(nèi)固體顆粒相的時(shí)間統(tǒng)計(jì)平均的體積分率云圖。Post-processing后處理（續(xù)）樹中【Results】>【Graphics】>【Contours】，鼠標(biāo)左鍵雙擊Contours，彈出Contours窗口，在Options中勾選Filled、NodeValues、GlobalRange和AutoRange，在Coloring中選擇Smooth，Phase選擇solids，Contoursof選擇UnsteadyStatistics…>MeanVelocityMagnitude，Surfaces不選擇任何邊界。點(diǎn)擊Save/Display按鈕，顯示上升管內(nèi)固體顆粒相的時(shí)間統(tǒng)計(jì)平均的速度云圖。Post-processing后處理（續(xù)）樹中【Results】>【Graphics】>【ParticleTracks】，鼠標(biāo)左鍵雙擊ParticleTracks，彈出ParticleTracks窗口，在Colorby中選擇ParticleVariables…>Partic