搅拌器类旋转机械必然会涉及共同问题,其它推送中也提到过。
FLUENT中旋转机械仿真方法主要有:旋转坐标系模型(Rotating Reference Frame)、多参考坐标系模型(MRF)、混和平面模型(Mixing Plane)、滑移网格模型(Sliding Mesh)和重叠网格模型(overset)。
其中多重参考系法,与滑移网格法设置几乎相同,两者相互转换容易。
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一、工况介绍
液体密度1200,粘度0.002,转速800rpm,加入5um的颗粒,颗粒密度2200离散相,颗粒从入口加入,速度1m/s,流量1e-20kg/s
二、模型处理方法及软件版本
使用MRF法进行仿真,在该方法中,需要将搅拌器的流体域划分为动域和静域。本仿真中,对应的搅拌器有两层搅拌桨,因此需要分为两个动域和一个静域,为进行区分可以将两个动域分别称为上桨区和下桨区。
本例使用的多重参考系法(多重参考系法比较节省计算资源,用得多且广泛,这仅是优点,缺点略),与滑移网格法设置几乎相同。
仿真软件使用WORKBENCH15.0平台及其对应的DM、ICEM和FLUENT模块,并有TECPLOT2015常规后处理视频。视频包含DM模型处理(不含建模和抽取流体域),ICEM网格划分、FLEUNT流体仿真设置及TECPLOT2015基本出图视频。并对多相流仿真、添加示踪剂操作方法和滑移网格法仿真进行了操作说明。
三、网格划分策略
使用ICEM对前述的模型进行网格划分,分别对上桨区、下桨区和静域进行网格划分,网格类型为四面体混合网格,总网格数为6743512。为对搅拌桨附近网格进行加密,设置搅拌桨及搅拌轴网格大小为0.01,挡板处由于厚度较小,设置网格大小为0.005。动域与静域之间设置为交界面,交界面网格大小设置为0.02。
四、仿真基本设置
- 设置计算模式为基于压力的瞬态计算;
- 设置湍流模型为标准的k-ε湍流模型,使用标准壁面函数;
- 设置流体材料属性,密度1200,粘度0.002;
- 设置上桨区和下桨区转速为800r/min。
- 设置叶片转速为800r/min;
- 设置interface的关联;
- 其他使用默认设置;
- 进行稳态计算,得到稳态流场的收敛解;
- 打开DPM模型,并将计算模式改为瞬态模式,继续计算;
- 设置颗粒从顶部进入,流量1e-20kg/s,速度1m/s;