十字搅拌器内流体流动模拟..doc

十字搅拌器内流体流动模拟 二维十字搅拌器中间叶轮长h=9cm，宽l=2cm，搅拌桶中盛有水，半径r=0.5m，搅拌器以角速度ω=5rad/s，坐标系原点取为叶轮中心，模型简图如图-1所示。 图-1 一、模型建立 启动gambit，设置工作目录。 首先建立十字搅拌器模型，搅拌器可以看成两个矩形合并而成，矩形的成应2h+l，宽即为l，故单击创建面板块，如图-2在Create Real Rectangular Face面板中输入宽为0.2，高为0.02，单击apply，再输入宽为0.02，高为0.2，单击apply，生成如图-3所示的交叉的两个矩形，其中矩形的中点和原点重合。 图-2 图-3 3、将两个交叉矩形合并为一个面域，在face面板中，利用布尔运算如图-4所示，将两个矩形进行合并，如图-5所示 图-4 图-5 4、下面再创建动区域和静区域交界的两个圆，在face面板中的Create Real Circular Face面板中，如图-6中的Radius栏中输入0.5，单击apply，再次输入0.12，单击apply，如图-7所示。 图-6 图-7 5、接下来进行面域的布尔运算，在face面板的Subtract Real Faces中，如图-8所示进行布尔减操作（保留小圆面域），将大圆面域减成一个圆环如图-9所示 图-8 图-9 6、再用十字搅拌器面减去小圆面域，同样在Subtract Real Faces面板中依此输入两个面域（不保留十字搅拌器面域）如图-10，单击apply键，模型将建立成功。 图-10 二、网格划分 1、选择网格划分模块，打开mesh faces面板。在faces中选取圆环面域，设置网格划分方式为Quad单元和map法划分，选择spacing下面的interval count，并填入200，在proj intervals（径向划分的间隔数）输入50，如图-11所示，单击apply进行确定，生成如图-12所示的面网格。 图-11 图-12 2、接着，再对中间动区域进行网格的划分，在mesh faces面板中的faces中选取中间表征动区域的面域，如图-13所示，运用的网格划分方式为Quad单元和Pave法划分，选择Spacing下面的Interval size,并在左侧输入0.005，单击apply进行确定，生成如图-14的网格。 图-13 图-14 3、进行边界条件的定义，进入到边界条件的设置模块，在Specify Boundary Types面板中选择十字搅拌器的12条边，将它们定义为Wall边界，名字为jbq-wall。然后选择圆环与动区域交界的两条边，这里的两条边是重合在一起的，将其两条边都定义为INTERFACE边界，名字分别为interface-1和interface-2，如图－15所示。 图-15 进行计算区域的定义，将其区域定义为静区域和动区域，在Specify　Continuum　Types面板中将外部面定义为FLUID，名称为jing，将内部面域定义为FLUID，名称为dong，如图-16所示。 进行网格质量的检查，如图-16.1、图16.2所示。 最后执行File－Export-msh命令，将网格输出为.msh格式 图-16 图-16.1 图-16.2 三、求解计算 １、启动FLUENT二维单精度计算器，执行File－Read－Case命令，将.msh文件读入如图－17所示 图-17 对网格进行检查，执行check命令，检查窗口最后一行将会出现“Done”语句，执行－Scale命令，在如图－18中对计算区域的尺寸和单位制进行设置，单位为ｍ，保持默认值。 图-18 ＭＲＦ模型的计算 １、执行Define-Models-Solver命令，弹出如图-19的对话框，保持默认设置，单击OK按钮。 2、执行Define-Models-Viscous命令，弹出Viscous Model对话框，在Model选项中选择k-epsilon（2 eqn）,在k-epsilon Model选项下选择Standard，保留其他默认设置，如图-20所示 图-19 图-20 3、定义流体的材料-水，完成对材料物性的定义（水的密度和动力粘度分别为998.2Kg/m3和0.001003Kg/(m?s),zai 5rad/s的角速度下，旋转水的雷诺数约为104，）如图-21所示。 图-21 4、下一步设置计算的环境，执行Define-Operating Condition命令，打开对话框，保持默认值，如图-22所示，点击OK按钮。 图-22 5、执行Define-Boundary Condition命令，弹出如图-23所示的进行边界条件的定义，定义如下： 图-23 在左边的Zone栏选中jing，其Type为Fluid