【FLUENT案例】06:與EDEM耦合計(jì)算【轉(zhuǎn)發(fā)】
2017-01-18 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
折騰了很久才把耦合模塊搞定,用的還是網(wǎng)上別人編譯好的UDF,不完美。自己編譯的時候,老是提示無法找到fluent中的一些頭文件,個人懷疑是操作系統(tǒng)和visual studio的問題,有時間換個系統(tǒng)和VS再試試,其實(shí)也挺簡單。
此測試案例是EDEM官方提供的。
軟件設(shè)置分為兩部分,其中包括在FLUENT設(shè)置和EDEM設(shè)置,計(jì)算模型可以采用同一模型,也可以采用不同的網(wǎng)格模型,這里采用同一套網(wǎng)格模型。(EDEM可以讀入msh文件)。
1 案例描述
案例模型很簡單,如下圖所示的交叉管,流經(jīng)模型的介質(zhì)包括連續(xù)相的水和顆粒相。
2 FLUENT設(shè)置
2.1 導(dǎo)入網(wǎng)格文件
- 啟動FLUENT,利用菜單File | Read | Mesh…導(dǎo)入網(wǎng)格文件intersection_vertical.msh
-
選擇General面板中的Scale…按鈕,確保網(wǎng)格模型尺寸,如下圖所示。
2.2 General面板及Material
- 設(shè)置Time為Transient,采用瞬態(tài)計(jì)算
- 設(shè)置Z軸方向重力加速度-9.81
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添加材料water-liquid
2.3 Cell Zone Conditions
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設(shè)置Cell Zone Conditons里頭的區(qū)域介質(zhì)為water-liquid,如下圖所示。
2.4 Boundary Conditions
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設(shè)置inlet邊界入口速度為5m/s,如下圖所示
2.5 Models
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采用標(biāo)準(zhǔn)k-epsilon模型計(jì)算
2.6 加載EDEM宏
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打開user-defined > Functions > Manage…
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在library Name中輸入udf所在路徑,點(diǎn)擊load按鈕加載udf宏
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加載完畢后,在Models樹節(jié)點(diǎn)下出現(xiàn)EDEM子節(jié)點(diǎn),如下圖所示
點(diǎn)開來看,設(shè)置對話框如下圖所示。
此對話框一會兒再設(shè)置。現(xiàn)在轉(zhuǎn)入EDEM設(shè)置。
3 EDEM設(shè)置
3.1 設(shè)置模型描述
- 啟動EDEM,點(diǎn)擊菜單**File > Save”,在彈出的文件保存對話框中保存工程文件,默認(rèn)名稱New EDEM input deck.dem
- Global標(biāo)簽頁中,設(shè)置Title為2-phase Eulerian
3.2 設(shè)置材料
-
創(chuàng)建新的材料“Particle”,設(shè)置材料屬性如圖所示。
- 單擊 Transfer 按鈕打開 Material/Interactions Transfer 對話框.
- 從材料數(shù)據(jù)庫中 Transfer steel 到 simulation。
- 設(shè)置 material interactions, particle – particle 和 particle – steel,使用默認(rèn)值
3.3 定義顆粒
- 單擊顆粒標(biāo)簽。
- 單擊 + 按鈕輸入名字 ?Eulerian particle?。
- 設(shè)置半徑 2mm。
- 設(shè)置 X 為-0.5 mm。
- 單擊+創(chuàng)建一個新的表面。
- 設(shè)置半徑為 2mm。
- 設(shè)置 X 為 0.5 mm。
- 顆粒的材料為’particle’。
- 點(diǎn)擊 lculate Properties,自動計(jì)算出顆粒的質(zhì)量、體積等屬性。
3.4 定義幾何
- 定義幾何材料
- 打開 Geometry 標(biāo)簽。點(diǎn)擊Import…按鈕,導(dǎo)入網(wǎng)格文件intersection_vertical.msh
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在 Details 標(biāo)簽中,選擇材料為 steel。
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創(chuàng)建顆粒工廠幾何
- 單擊+按鈕選擇 polygon,命名 “factory”。
- 在 Details 中選擇 Virtual。
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選擇 Polygon 按鈕,設(shè)置如下:
3.5 創(chuàng)建顆粒工廠
- 創(chuàng)建顆粒工廠、設(shè)置顆粒工廠類型
- 點(diǎn)擊 Fcatories 標(biāo)簽。
- 點(diǎn)擊+按鈕,添加一個新的顆粒工廠。
- 設(shè)置工廠類型為 Dynamic。
- 選擇 Unlimited Particles。
-
選擇速率 to 2.5e3 particles/s。
-
設(shè)置初始條件
- 在下拉菜單中確定選擇?factory? 。
- 選擇速度為 linear 或者 spray 點(diǎn)擊設(shè)置按鈕。
-
設(shè)置速度大大小 z=5m/s。
固相的設(shè)置已經(jīng)完成。
3.6 求解器
- 設(shè)置時間步長
- 點(diǎn)擊 Simulator 標(biāo)簽。
-
設(shè)置時間步長為 39%。
調(diào)整時間步長為 8e-5s。 EDEM 里面的時間步長與 Fluent 里面的時間步長比例一般在 1:1 到 100:1 之間。 EDEM 時間步長不能大于 Fluent 的時間步長。
- 設(shè)置 data write-out frequency
-
設(shè)置 write out frequency 為 0.01s。
如果有必要按時返回,從一點(diǎn)重新進(jìn)行模擬,自動保存 case 和 data 必須在 fluent 選
擇。
- 設(shè)置網(wǎng)格
- 設(shè)置網(wǎng)格尺寸為 3.5 Rmin。這將生成約 60,000 網(wǎng)格。
- 跟蹤碰撞
-
標(biāo)記 Track Collisions 。
3.7 啟動耦合器
- 選擇菜單Tools > EDEM Coupling Options > Show Coupling Server
-
在右下角對話框中點(diǎn)擊按鈕Start,之后EDEM處于監(jiān)聽狀態(tài)
4 fluent其他設(shè)置
返回到FLUENT中繼續(xù)設(shè)置
- 設(shè)置 2-phase 模擬
- 選擇 Eulerian 作為耦合方法。
- 選擇”fluid? 。
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設(shè)置 sample points 為 10。
如果 sample points 為 10, 一個大的顆??梢栽?10 個網(wǎng)格中傳輸。增加 samplepoints 的大小,增加了模擬的穩(wěn)定性但是減少了速度。 -
設(shè)置 momentum (?MTM?) under-relaxation 為 0.7。
減少松弛因子增加了模擬的穩(wěn)定并且更加容易收斂。然而可能會使用到更多的迭代來實(shí)現(xiàn)收斂 。 - 設(shè)置 volume under-relaxation 為 0.6。
- 點(diǎn)擊Open按鈕,選擇New EDEM input deck.dem文件
- 點(diǎn)擊 OK。
此時看TUI輸出窗口信息如下圖所示,表示已經(jīng)成功耦合。
此時看EDEM中耦合服務(wù)器狀態(tài),如下圖所示。已經(jīng)成功耦合。
- 初始化、設(shè)置文件選項(xiàng)
-
初始化。
a) 選擇 Solve > Initialize > Initialize。
b) 選擇 Compute from Inlet, 單擊 Init t。 -
設(shè)置 autosave case and data option 為 25。
a) 選擇 File > Write > autosave。
b) 設(shè)置為 25。時間步長為 2e-3 s,即數(shù)據(jù)文件每隔 0.05s 保存一次。 -
點(diǎn)擊 File > Write > Case & Data 保存 case(.cas)和 data (.dat)文件。
.dat 文件包含了在 0s 點(diǎn)的幾何、邊界條件和其他液相(固相)信息。這個文件包含了幾何、邊界條件和其他仿真參數(shù)。
在仿真過程中, case 和 data 自動保存, EDEM 的文件也自動保存。
-
在 Fluent 設(shè)置時間
- 選擇 Solve > Iterate,設(shè)置時間步長為 2e-3. 。這個味 EDEM 的時間步長的 25 倍。
- 設(shè)置時間步數(shù)為 500 步。也就是說仿真一共進(jìn)行 1s。
- 設(shè)置每個時間步長的迭代步數(shù)為 60.對于 Eulerian-Eulerian 仿真,步數(shù)為 50-200。
- 選擇 Iterate 開始模擬仿真。 EDEM 將會自動運(yùn)行。
5 后處理
附件列表
轉(zhuǎn)自:流沙[胡坤]
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