若何利用CFD软件模仿搅拌机的动态流场和流速?

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kanwenda
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对fluent应用软件的操做体例各方面,书柜即使过火呆板,十分大某种水平上课堂教学音频能够更好的帮你分析关键步调,展开详细的模仿,并解释每一步展开的意义和迫切性。做为fluent阿宝来讲,赖草教师的课能够自学一下。该专业课程适于零此根底的fluent学生,点选专业课程名称即可进入自学:《Fluent 2022此根底进阶英文版讲义105讲》,希望对诸位学生会有十分大的帮忙。

我做过几个关于烘烤的模仿,下面是单层烘烤的许多操做体例细节,为准。

此问题通过proe创建数学模子,gambit朋分分层,fluent展开排序。详细施行体例和成果阐发如下表所示:

1.创建数学模子

1.玻璃坩埚曲径约60mm,高度为90mm;

2.烘烤桨分为三层,下层为长瓣45°旋翼式烘烤器,轮轴曲径约50mm,桨厚1mm,长度7mm,烘烤轴曲径约8mm;下层为长瓣曲叶桨,轮轴曲径约35mm,桨厚1mm,长度5mm;

3.下层烘烤桨离坩埚底部2mm。

可视化如下表所示图右图:

图1

求出stp文档,复造到gambit展开分层朋分。

2.朋分分层

1.将stp文档复造到gambit,如图2右图,颠末前处置后,先潜伏烘烤桨,对坩埚展开分层朋分,然后潜伏坩埚,依次对下层和下层烘烤桨朋分分层,如图。

图2

2.分层生成孔利耶查抄和分层量量,断章取义度尽可能低许多。

图3

3.拉普拉斯的增设

坩埚全数增设为静域,记做stator,三层烘烤桨增设为动域,依次记做rotor1、rotor2;动域与静域接触点增设为interface(总共有5对interface),烘烤轴、烘烤桨、坩埚壁及坩埚底全数增设为wall,坩埚表层增设为自在表层symmetry,其余表层增设为内表层interior。

4.求出msh文档,引入fluent12.0中展开排序。

3.解排序

1. 将msh文档复造到fluent12.0(投入利用3D)中,展开最后增设:

⑴.check分层,查抄和有没有负体积; ⑵.Scale分层,转换下层单元;

⑶.将输出功率下层单元由rad/s改成rpm; ⑷.优先选择screening,重力加速度标的目的为Z轴负向,如图4(a);

⑸.下同分层,晓得呈现图4(b)右图。

图4

2.数学模子增设:

⑴.Branne流数学模子multiphase优先选择vof两相流数学模子,显式排序体例,如图5;

图5

⑵.涡流数学模子优先选择k-epsilon(2eqn)数学模子,尺度梁柱函数,如图6.

图6

3.质料增设:从质料数据库中调取液体水,如图7。

图7

4.拉普拉斯增设(如图8):

⑴.动域rotor1、rotor2优先选择的moving

type为MRF,speed增设为500rpm;

⑵.静域连结默认的stationary,speed为0;

⑶.桨blade1、blade2的wall

motion优先选择moving

wall,motion优先选择relative

to adjacent cell zone,rotational,speed为0;

⑷.轴shaft的wall

motion优先选择moving

wall,motion优先选择absolute,rotational,speed为500;

图8

5.接壤面确实定:总共5对,定义为aa,bb,cc,dd,ee,如图9。

图9

图10

6.恰当调试欠败坏因子,包管迭代成果收敛,如图10。

7.对all

zone展开初始化。

8.增设水位高度:

⑴.抓取一个区域,x标的目的区间为[-30,30],y标的目的区间为[-30,30],z标的目的区间为[0,50],即增设坩埚内50mm水位高度,adapt后mark,如图11;

图11

⑵.Mark后展开patch,优先选择water,value输入1,优先选择register,如图12。

图12

9.创建辅助平面,如图13右图,创建x、y、z标的目的各一个.

图13

10.增设检测(生成动画)

⑴.在solution

animation中增设active

name为water

phase,

即检测水的体积分数变革情况,帧数设为1,优先选择time

step,进入define增设,如图14;

图14

⑵.Storage

type优先选择PPM

Image,开启第二屏检测,display

type优先选择contours,如图15,进入contours界面展开增设;

图15

⑶.Contours界面增设:option优先选择filled和draw

mesh,draw

mesh中edge优先选择outline,surface优先选择两桨blade1、blade2、轴shaft和辅助y平面;优先选择phase—volume

fraction—water,即暗示水的体积分数相图;能够恰当调理levels的值,较低的值能够使得条理更明显,但不宜过低,如图16、17。

图16

图17

⑷.增设完成后display,屏显如图18右图。

图18

11.增设主动保留:增设10步一存,如图19。

图19

12.增设迭代步长和次数:增设迭代步长为0.1s,迭代次数为500次,每步迭代更大次数为20次(默认),如图20。

图20

13.全数增设后先保留所有case&data,然后展开排序(500步大约半天时间,渐渐等吧~)。

4.成果后处置及阐发

1.用fluent12.0自带的后处置东西或者tecplot

9.0对排序成果展开简单的后处置,得到一系列云图、矢量图、残差图以及迹线图,如附录右图。

2.按照涡流强度云图(如图21),能够清晰的看到:不论是何种形式的桨,在烘烤过程中,次要受力点都集中在轮轴的叶头上(红色区域),受力矩更大的处所也是叶头,并且鄙人层桨展开烘烤的同时,下层桨的扭转起到了突破鸿沟层内活动规律的感化,使得鸿沟层内流体运动不再具有对称性,烘烤愈加杂乱无章,混合愈加平均,传热传量速度加快,那也是增设单层桨的长处所在,是混沌理论强化烘烤过程的重要内容之一。

图21

[注]:其实烘烤模仿用滑移分层更好,希望题主能够本身尝尝!

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