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十六、DPM模型-顆粒流動(dòng)

2022-03-02 21:48 作者:Dearanwen 0人讀過 | 我要投稿

顆粒流動(dòng)問題是很多同學(xué)目前正在研究的問題，這類問題一般來說都比較復(fù)雜，F(xiàn)luent提供了多種模型對這類問題進(jìn)行模擬，包括DPM、DDPM、DEM、PBM等，上述的每種模型都有其適用的工況，并不通用，這次我們介紹一下DPM模型。

由于DPM的復(fù)雜性，本文只對Fluent中DPM的操作進(jìn)行一些簡單的設(shè)置，一些設(shè)置的具體依據(jù)，我們在下一次文章中詳細(xì)講解一下。

1?概念介紹

首先我們介紹一下拉格朗日法和歐拉法，理解起來很簡單，拉格朗日法是以某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)作為研究對象，觀察這一質(zhì)點(diǎn)在流場中由一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律；歐拉法以某一流場區(qū)域作為研究對象，研究各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在流場中的變化規(guī)律。

顯然，拉格朗日法更適用于描述顆粒運(yùn)動(dòng)，而歐拉法更適用于描述流體運(yùn)動(dòng)。DPM模型就是基于這兩種方法進(jìn)行流體相和顆粒相的模擬，它使用歐拉法描述流體運(yùn)動(dòng)，使用拉格朗日法描述顆粒運(yùn)動(dòng)。? ?

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DPM適用條件：DPM模型只適用于顆粒相體積分?jǐn)?shù)小于10%，同時(shí)不考慮顆粒體積。不考慮顆粒和顆粒之間的相互作用力，但可以考慮顆粒和流體之間的相互作用。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?

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2 模型描述

本例的模型采用三通管模型，如圖所示。模型有兩個(gè)入口和一個(gè)出口，分別為INLET_Y、INLET_Z和OUTLET，含顆粒物的空氣從INLET_Z進(jìn)口流入計(jì)算域內(nèi)，最后經(jīng)OUTLET流出。

3 導(dǎo)入網(wǎng)格

使用Workbench打開工程文件，文件在本文末尾鏈接資源內(nèi)。

4 Scale網(wǎng)格尺寸

Scale修改網(wǎng)格尺寸。如圖所示。

確保計(jì)算域尺寸是我們所需要的。本例中x方向尺寸-0.038~0.038m，y方

向-0.2~0.2m，z方向-0.038~0.2m

5 設(shè)置求解器

選擇壓力基(pressure-based)求解器，同時(shí)選擇穩(wěn)態(tài)模擬，不考慮考慮重力。

6 設(shè)置計(jì)算模型

多相流模型不必打開，不考慮能量方程。湍流模型為標(biāo)準(zhǔn)的k-e模型，增強(qiáng)的壁面函數(shù)，打開Discrete Phase模型。

不勾選Interaction with Continuous Phase，不考慮顆粒相和流體相之間的相互作用。其余選擇均保持默認(rèn)。單擊下面的Injections，彈出下圖單擊Create，創(chuàng)建顆粒入射口。

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單擊Create，創(chuàng)建顆粒入射口。Injection Type選擇surface，表示從模型面入射，Release From Surface選擇inlet_z。Particle Type選擇Inert(惰性顆粒) ，可考慮各類力和傳熱，但自身不會(huì)因?yàn)闊崃慷鴧⑴c反應(yīng)

顆粒Material可由工況自行選擇，此處保持默認(rèn)；顆粒粒徑分布選擇uniform，表示顆粒直徑均相同；Point Properties下Variable將顆粒入射速度調(diào)整為沿z軸負(fù)方向?yàn)?m/s，其余方向上沒有速度。直徑及流量分別設(shè)置為1e-4m和1kg/s；