旋風(fēng)分離器的建模及fluent模擬

1、圖1-2橢圓柱生成圖圖1-1橢圓柱設(shè)置對(duì)話框Gambit建模局部本次模擬為一旋風(fēng)別離器,具體設(shè)置尺寸見建模過程,用空氣作為材料模擬流場(chǎng).為方便圖形截取,開始先設(shè)置界面為白色窗體,依次點(diǎn)擊“Edit,“Defaults,"GRAPHICS,選擇“WINDOWS_BACKGROUND二COLOR設(shè)置為“White：點(diǎn)擊Modify.關(guān)閉對(duì)話框.一.利用Gambit建立幾何模型1 .雙擊翻開Gambit2.4.6,2 .先創(chuàng)立橢圓柱依次點(diǎn)擊“Operation下的“Geometry創(chuàng)立體“olume,點(diǎn)擊“CreateRealFrustum'；輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“heigh

2、t475；radius136.25；radius395,點(diǎn)擊Apply,生產(chǎn)橢圓柱體.如圖1-1,圖1-2.ufJUHrUutt1V畫戳|網(wǎng)竽糜|匚“|5一;guhhiHm位SyiE一天*_*一|TiWfIRw<1taw3 .創(chuàng)立圓柱體再次利用創(chuàng)立橢圓柱按鈕,輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“height285;radius195;radius395,點(diǎn)擊Apply.移動(dòng)剛剛創(chuàng)立的圓柱體,依次點(diǎn)擊“Geometry；"olume,點(diǎn)擊“Move/copy；選擇剛剛創(chuàng)立的圓柱體,點(diǎn)擊“Move>Translate輸入移動(dòng)的數(shù)據(jù)“X=0Y=0,Z=475",并選擇Conn

3、ectedGeometry點(diǎn)擊Apply.如圖1-3,1-4所示.同樣的方法創(chuàng)立小圓柱體,輸入數(shù)據(jù)基于Z軸正方向創(chuàng)立“height150;radiusl32;radius332,點(diǎn)擊Apply0同樣的方式移動(dòng)小圓柱體,點(diǎn)擊“Move>Translate輸入移動(dòng)的數(shù)據(jù)“X=0如圖1-5,圖1-6,圖1-7Y=0,Z=665",不選擇ConnectedGeometry點(diǎn)擊Apply.所示.圖1-6小圓柱體移動(dòng)命令對(duì)話框圖1-7小圓柱體移動(dòng)生成圖圖1-8實(shí)體圖“SplitVolume,選擇被“Bidirectionalconnected:圖1-9實(shí)體分割命令對(duì)話框顯示實(shí)體圖,如圖1-

4、8.4 .將小圓柱體進(jìn)行分割,分成上下兩個(gè)圓柱面,點(diǎn)擊分割的圓柱體Volume2,選擇下部組合體為分割體,點(diǎn)擊點(diǎn)擊Apply.刪除Volume3.如圖1-9,圖1-10所示.圖1-10生成實(shí)體圖5 .創(chuàng)立旋風(fēng)別離器進(jìn)風(fēng)口,點(diǎn)擊依次點(diǎn)擊“Geometry,“olume",“createealbrick:基于中央,輸入數(shù)據(jù)“width140,depth38,height95,點(diǎn)擊Apply.如圖1-11,圖1-12所示.移動(dòng)矩形風(fēng)口,依次點(diǎn)擊“Geometry；"olume",“Move/copyVolumes",選擇“Movetranslate,輸入“X=

5、70Y=-76,Z=712.5",點(diǎn)擊Apply0如圖1-13所示.“Geometry；“Olume,圖1-11創(chuàng)立長(zhǎng)方體命令對(duì)話框圖1-12生成長(zhǎng)方體圖圖1-13移動(dòng)長(zhǎng)方體圖將矩形與旋風(fēng)別離器體使用布爾運(yùn)算合為一體,依次點(diǎn)擊"UniteRealVume.6 .創(chuàng)立分割圓柱體,基于Z軸正方向,輸入圓柱體尺寸“height1000,radius195,radius395,點(diǎn)擊Apply.如圖1-14所示.分割旋風(fēng)別離器主體,點(diǎn)擊“Geometry；"Olume",“SplitVolume,選擇被分割體旋風(fēng)別離器主體,選擇分割體剛剛創(chuàng)立的大圓柱體,選擇連接“

6、connected點(diǎn)擊Applyo那么旋風(fēng)別離器上部進(jìn)風(fēng)口與本體分成相連的兩局部.圖1-14創(chuàng)立分割體圖圖1-15創(chuàng)立分割面圖圖1-16分割命令對(duì)話框移動(dòng)剛剛生成的面,點(diǎn)GeonMove>Translate,輸入“利用剛剛生成的分割面分割旋風(fēng)別離器7.創(chuàng)立矩形分割面.直接點(diǎn)擊“Geometry,“face,"createRealRectangularFaqe基于Z軸正方向,輸入矩形面尺寸"Width400Height400；點(diǎn)擊Apply0etry'；"face,“Move/CopyFace",選擇,=665,點(diǎn)擊Applyo如圖1-15所

7、示.體上半局部.點(diǎn)擊“Geometry；“olume",“SplitVolume,選擇可處割體選擇剛剛建立的分割面,點(diǎn)擊Apply.如圖1-16.至此生成了幾何模型.如圖所示二.劃分實(shí)體網(wǎng)格1 .劃分進(jìn)風(fēng)口位置網(wǎng)格.依次單擊Operation下的“Mesh；"Olume",“MeshVlume",選擇Volume1,選擇元素“Hex/Wedg6類型“Cooper：選擇源面“Face1,8Face19'；選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount20.生成如圖2-1所示.2 .劃分出上部出風(fēng)口柱體網(wǎng)格.在上面操作根底上,選擇Volume

8、1,選擇元素“Hex/Wedg6類型“Cooper；選擇源面“Face7Face9",選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount30".生成如圖2-1,圖2-2所示.圖2-1劃分網(wǎng)格對(duì)話框3.劃分旋風(fēng)別離器上部柱體網(wǎng)格工圖2-2生成實(shí)體網(wǎng)格在以上操作根底上,選擇Volume7,選擇元素“Hex/Wedg6類型“Cooper；選擇源面“Face23Face25；選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount40.生成如圖2-3,圖2-4所示圖2-3劃分網(wǎng)格對(duì)話框圖2-4生成實(shí)體網(wǎng)格圖4 .劃分旋風(fēng)別離器下部圓柱柱體及圓臺(tái)網(wǎng)格.在以上操作根底上,選擇Volu

9、me5,選擇元素“Hex/Wedg6類型“Cooper；選擇源面“Face,1Face25,Face11",選擇Spacing網(wǎng)格個(gè)數(shù)“Intervalcount40.生'成如圖2-5,圖2-6所示.圖2-5劃分網(wǎng)格對(duì)話框圖2-6生成實(shí)體網(wǎng)格圖5 .網(wǎng)格檢查,依次點(diǎn)擊“Examinemesh“Range“3DElement,滑動(dòng)水平滾動(dòng)條檢查網(wǎng)格質(zhì)量.三.定義邊界1 .定義速度入口邊界.依次單擊“ZoneCommandButtorf“SpecifyBoundaryTypes選擇“Add；輸入Name“velocity_inlet.1",選擇速度入口,選擇進(jìn)口面,點(diǎn)擊

10、Apply,成功定義速度入口面.如圖3-1所示.2 .定義出口邊界.同樣的方法,依次單擊“ZoneCommandButton；SpecifyBoundaryTypes,選擇“Add；輸入Name“outflow.2",選擇OUTFLOW,選擇出面,點(diǎn)擊Apply,成功定義出口面.如圖3-2所示.3 .定義交界面.同樣的方法,定義位于旋風(fēng)別離器內(nèi)部小圓柱面的下圓面為INTERFACE面.如圖3-3所小.保存文件,點(diǎn)擊“File,“Save：'輸出網(wǎng)格,點(diǎn)擊“File,“Export,“mesh；不選擇“Export-D(X-Y),輸入文件名“cyclone,點(diǎn)擊“Accept那

11、么在默認(rèn)保存位置生成一個(gè)cyclone.msh文件.至此完成Gambit建模.圖3-1設(shè)置入口邊界對(duì)話框圖3-2設(shè)置出口邊界對(duì)話框圖3-3設(shè)置交界面對(duì)話框Fluent模擬局部一.網(wǎng)格處理1 .雙擊翻開Fluent6.3.26.選擇三維單精度求解器,單擊“Run；翻開操作界面.如圖1-1.2 .讀入網(wǎng)格,依次單擊“File,Read'"Case選擇之前建立的cyclone.msh3 .檢查網(wǎng)格,依次點(diǎn)擊“Grid,“ChecK留意到最小網(wǎng)格為正,無負(fù)體積.如圖1-2.圖1-1初始翻開界面Volumestatistics:ninimunivolume(m3):9.890514e+

12、OB0vnaxinunivolume(m3):6.866611b*口眈totaluolune(m3)：1.5*O976e+007圖1-2網(wǎng)格檢查局部?jī)?nèi)容圖4 .設(shè)置計(jì)算區(qū)域尺寸,依次單擊“Grid,“Scale選擇“GridWasCreatedI的“mm,單擊“Scal度換尺寸,完成計(jì)算域尺寸設(shè)置.再次檢查網(wǎng)格,提示需要設(shè)置“Interface®.5 .單擊“display,“GridM以查看網(wǎng)格.二.選擇計(jì)算模型1 .定義根本求解器.2-1所示依次點(diǎn)擊Define","Models；Solver.保持原有默認(rèn)設(shè)置,即如圖圖2-1定義Slover求解器對(duì)話框圖2-

13、2定義湍流模型對(duì)話框2 .湍流模型的選擇.依次點(diǎn)擊“De巾ne："Models；"Viscous/翻開“ViscousModel對(duì)話框,選擇epsilon(2eqn),在展開的“-epsilonModel中選擇“RNG,在“RNGOption中選擇旋流占優(yōu)"SwirlDominatedFlow,箕他保持默認(rèn).單擊OK,關(guān)閉此對(duì)話框.相關(guān)設(shè)置如圖2-2所示.3 .定義流體物理屬性假設(shè)工作流體為空氣.依次點(diǎn)擊“De巾ne,“Material,彳呆持默認(rèn)設(shè)置不變.如圖3-1所小.4 .操作環(huán)境設(shè)置依次點(diǎn)擊“Define,“OperatingConditions:翻開Op

14、eratingConditions對(duì)話框,不考慮重力影響,保持所有默認(rèn)設(shè)置不變,單擊OK,并關(guān)閉對(duì)話框.如圖4-1所示.圖3-1定義材料對(duì)話框圖4-1定義環(huán)境量求解器對(duì)話框5 .定義邊界條件依次點(diǎn)擊“De巾ne,""BoundaryConditions,翻開BoundaryCond幣ons對(duì)話框.依次設(shè)置邊界條件如下.設(shè)置速度入口velocity_inlet.1.點(diǎn)擊邊界velocity_inlet.1,單擊“Set/'彈出邊界條件設(shè)置對(duì)話框.設(shè)置速度大小“VelocityMagnitude為30,設(shè)置湍流強(qiáng)度和水力直徑"IntensityandHydra

15、ulicDiamete分別為1'0%,0.0543.其他邊界條件保持默認(rèn).如圖5-1所示.圖5-1定義速度入口對(duì)話框圖6-1定義交界面對(duì)話框6 .Interface交界面的設(shè)置依次點(diǎn)擊“Define,“GridInterface,翻開GridInterface對(duì)話框.在GridInterface下面的文本框中輸入所有設(shè)置的交界面的名稱為“TempA,然后在InterfaceZone1下面的列表中選擇interface.3,同在InterfaceZone2下面的列表中選擇interface.4,單擊Create圖標(biāo),即創(chuàng)立了一個(gè)名為TempA的交界面.如圖6-1所示.7 .求解設(shè)置1 .

16、設(shè)置求解限制參數(shù).依次點(diǎn)擊“Solve,“Controls,“Solutio吊丁開求解器參數(shù)對(duì)話框,所有設(shè)置彳持默認(rèn),單擊OK,關(guān)閉對(duì)話框.如圖7-1所示.2 .初始化.依次點(diǎn)擊“Solve/'"Initialize,“Initialize,翻開對(duì)話框,完成初始化操作.3 .翻開殘差圖.依次點(diǎn)擊“Solve,“Monitors,"Residua翻開對(duì)話框,選中“Plot,重新設(shè)置殘差收斂標(biāo)準(zhǔn)為1e-6,點(diǎn)擊OK,關(guān)閉對(duì)話框.如圖7-2所示.圖7-1求解限制參數(shù)對(duì)話框圖7-2殘差監(jiān)視器對(duì)話框4 .保存文件.依次點(diǎn)擊“File,"Write,“CaseandD

17、ate5 .進(jìn)行迭代計(jì)算.設(shè)置迭代步數(shù)4000次.在計(jì)算到1755步時(shí),對(duì)話框顯示迭代收斂.如圖7-3,圖7-4所示.耳IterateIterationNumberofIterationsReportingInter/al1UDFProfileUpdateInterval1WWWo期謝enkbig1aM做i顯infirabofisIterateApplyCloseHelp事Qi.和不UJEKTeJildptn.rrt：'圖7-4殘差監(jiān)視圖線圖7-3設(shè)置迭代對(duì)話框八.計(jì)算結(jié)果的處理1 .做三個(gè)截面作為后處理的截面.依次點(diǎn)擊“Surface“IsoSurface:翻開如圖8-1對(duì)話框.在“

18、SurfaceofConstan中選擇Grid,選擇“%coordinate,設(shè)置“IsoValues植為0,輸入“NewSurfaceNamcfe"X=0'.創(chuàng)立一個(gè)名為“X=0的平面.圖8-1創(chuàng)立截面對(duì)話框同樣的方式設(shè)置基于Z軸的兩個(gè)截面.在“SurfacedConstant中選擇Grid,選擇"-coordinate,設(shè)置“Iso/alues侑為0.645,輸入“NewSurfaceName為“Z=645：創(chuàng)立一個(gè)名為“Z=645的平面.在“SurfaceofConstan中選擇Grid,選擇“-coordinate設(shè)置"IsoValues植為0.3

19、6,輸入“NewSurfaceNameJ“Z=360：創(chuàng)立一個(gè)名為“Z=360的平面.2 .顯示三個(gè)截面的矢量圖.依次點(diǎn)擊“Display,“Vectors保持其他“Vectorsf嚇的Velocity選擇不變,在ColorBy下面的列表中分別選擇“Velocit評(píng)口“TangentialVelocity,選擇Surfaces下的X=0平面,Scale輸入5,點(diǎn)擊Display,調(diào)整視圖,點(diǎn)擊“Display,“Views,選擇左視圖“l(fā)eft顯示平面上的速度矢量分布圖.如圖8-2,圖8-3所示.圖8-2設(shè)置顯示矢量圖對(duì)話框MatsoieR-UROBQ(idpbFit,rrgfc*-1陽如*8

20、1御-iat+0.iJJt+Cl-lASM*2.11'ttCI二坳出-2SM+1-z/*t+ci4.17E+0MMociryV疊cooCd宙edByTargtutinlVtlacifn'!i圖8-3生成矢量圖對(duì)話框同樣的方法查看Z平面的速度矢量示意圖,將“Display,“View視圖設(shè)置為top如圖8-4為Z=645截面矢量示意圖,如圖8-5為Z=360截面矢量示意圖.£i班業(yè)G物業(yè)444fi*Cl>土軸曲1卷Ml-F爪確43«00-5IStHKJf恫-MHt刑-t冉HJ1T安巾1-rgUi-miisT74taHJ1-?典*015俏*013注MlVe

21、lodtyV«1arsClwed3yTdgenbali.ms)3QI,2310FLUEhTT)*pbmmgkv)圖8-4Z=645截面矢量圖4I1WMK-4<KaH1D-fl1務(wù)MH)4Z"1-1201i煙ictui1中-E11*-KH-Z30Bnr*曲即它-2版的-a-3MMlkVetaciEyVectorsCoftDreflBy3ngen<lafVesw再卬qe,20leFLUENTft3lid.pfcmmgkfS圖8-5Z=360截面矢量圖3.查看壓力圖.依次點(diǎn)擊“Display,'"Contours選擇“ContoursOf“PreSS

22、UreStaticPressure,選擇X=0,Z=360,Z=645面,點(diǎn)擊Display,可以查看不同分割面的靜壓圖/Jo或者單項(xiàng)選擇某一截面查看.如圖8-7,圖8-8,圖8-9,8-10,8-11所CantourOptionsConlLDUirsofFilledNodeValuerGlobal!RngeAutoRngeCliptoRangeDrawProfilesDrawGridPressure.StaticPressure-1669SudsiiceNairit?PatternMaitciiSiurfiiceifDisplayComputeClnaeHelpI*舊煙1,冰業(yè)4Mt<4-1-I*磔JTVe+CeJ*X飆-1000-inEriCQ-13t*S.1&#