Fluent软件应用-流化床气泡行为的数值模拟.pdf

Fluent 软件使用实例 （2 ）： 流化床气泡行为的数值模拟 实例提供：韩路长 Email ：han_lulu_119@163.com 介 绍：该实例的目的是为了说明多相流模拟的设置和求解过程。在这个实例 中，我们将了解如何运用 Fluent 软件 （版本6 ．1）来实现气固两相流 的计算。本实例将使用欧拉粒状（Eulerian granular ）多相流模型，来 求解时间相关瞬时问题，并在时间相关计算中采用自动存档方式来存 储数据文件。 问题描述：如图 1，初始静止粒状流化床中气泡行为的模拟为一个时间相关问题。 运用欧拉多相流模型可以模拟出中心射流的气泡形成及破裂过程。由 于中央气流速度远高于周围气速，这样就会在流化床中形成大气泡。 大气泡的形成有利于加强气固之间的传质和传热。本示例的流化床高 度为 0.6 米，宽为 0.4 米。网格分布为 60 ×40。固粒初始静止时，空 气占据床层上半部，下半部填充了密度为 2660kg/m3 、颗粒直径为 0.0005m的固体颗粒，初始分率为 0.55，其余为空气。从床层底部中 心通入气速为 3.2m/s的空气，底部其余部分的气速为 0.25m/s。 图 1 ． 问题描述 前期准备： 运行 Fluent ，将出现版本选择窗口，选 2d ，点击 Run ，即可进入主程序界 面。 在进入 Fluent 主程序界面后，可进行以下步骤。 步骤 1：读入和显示网格 1．读入网格文件bed.msh （a ）在文件夹菜单中，选择bed.msh 文件 （b ）点击OK 2 ．显示网格 （a ）选择所有Surfaces （b ）点击Display ，然后关闭（Close ）该窗口 图2 网格显示 步骤 2 ．模型选择（Define Models ） 1．求解器设置 （a ） 在 Time 栏中勾选 Unsteady （b ） 点击 Ok 2 ．选择欧拉（Eulerian ）多相流模型，相数（Numbers of Phases ）设为2 2 ．选择湍流模型 （a ） 在 Model 选项栏中，选择 k －epsilon 模型 （b ） 在k －epsilon Model 选项栏中选择 Standard （c ） 在 k －epsilon Multiphase Model 选项栏中选择 Dispersed （d ） 点击OK 步骤 3 ．物性与相的指定 1．定义空气的物性 （a ） 在 Name 栏中输入 air，Density 栏中输入 1.293，在 Viscosity 栏中输入 1.75e-05 （b ） 点击 Chang/Create 2 ．定义固体颗粒的物性 （a ）在Name 栏中输入 solid，Density 栏中输入 2660 （b ）点击Chang/Create （c ）此时会弹出一对话框，提示是否覆盖空气材料，选No （d ）点击Close，关闭材料窗口 2 ．定义气固两相属性 （a ）在Phase 栏中，选 phase-1 ，点击 Set．．． （b ）在Name 栏中输入 air，在Phase Material 下拉菜单中选 air （c ）点击OK （d ）在Phase 栏中，选 phase-2 ，点击 Set．．． （e ） 在 Name 栏中输入 solid，在 Phase Material 下拉菜单中选 solid ，在 Properties 面板中，在 Diameter 栏中输入 0.0005，在 Granular Viscosity 下拉菜单中选 syamlal-obrien，在 Granular Bulk Viscosity 下拉菜单中选 lun-et-al ，在Packing limit 栏中输入 0.60 （f ） 点击 Ok 3