[案例分析]STARCCM+入门系列之——气体从水中穿过
1、问题描述
本案例演示如何在 STAR-CCM+中对具有排气边界的欧拉多相湍流进行建模。它模拟了一个简单曝气池,空气通过池底部的两个气体喷射器进入池内,然后通过顶部的表面脱离。在此模拟中使用的几何如下所示:
2、STAR-CCM+设置
(1)本案例流体是层流。在此模拟中,主要现象是离散空气欧拉相与流体欧拉相的相互作用。本案例物理连续体的设置如下:
(2)创建相并选择相模型;在此案例中使用的两相为空气和水。将气泡喷射到流动的水流中。通过在欧拉多相流模型下创建新相来定义这两相。在物理连续体的欧拉多相节点为多相流创建空气和水两相。设置完成后,为每相设置材料特性。
(3)定义相间相互作用。选择与每相关联的模型。定义空气和水之间的相互作用。水相指定为连续相,而空气相指定为离散相。右键点击Models >Multiphase Interaction > Phase Interactions,新建一个相间相互作用,并选择相应的物理模型,如下:
(4)设定初始条件和基准值:在Physics1 > Models > Eulerian Multiphase > Eulerian Phases 节点,设置如下:
(5)设置边界条件。先设置相透过 Degassing Outlet 边界,以便只有气泡可以随着它们上升到曝气池的顶部而脱离。STAR-CCM+ 确保总气体流入等于总气体流出,并根据连续体计算内部气体体积分数。在Regions >Aeration_Tank > Boundaries > Degassing Outlet节点,将空气的相条件设置为Phase Permeable;点击Gas Inlet > PhaseConditions节点,设置如下表:
在Water Inlet >Phase Conditions节点,设置如下表:
(6)设置求解器参数和停止条件。本案例使用稳态模拟,最大步长为1000步。最终结果如下:
空气相体积分数
出口空气质量流率
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