fluent冷热混合器模型指导解读

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论文:基于fluent软件的冷、热水混合器内部二维流动数值模拟

论文:基于fluent软件的冷、热水混合器内部二维流动数值模拟

基于fluent 软件的冷、热水混合器内部二维流动数值模拟(xxx 中国矿业大学 江苏徐州 221116)摘要:基于标准k-ε湍流模型,对冷、热水混合器的内部流动与交换传热 ,利用fluent 软件进行了数值模拟。

在该过程中,计算冷热水在混合器内流体的速度场、压力场等,同时分别对算例采用一阶离散化方法和二阶离散化方法进行模拟, 并对二者的结果进行比较分析。

关键词: 计算流体力学( CFD) ; 数值模拟; 冷、热水混合器。

Abstract:It is based on the standard k - epsilon turbulence model for cold and hot water mixer internal flow and heat transfer, exchange by using fluent software is simulated. In the process, the calculation of hot and cold water in the fluid velocity field and pressure field in the mixer, etc., at the same time, make a distinction between the first discretization method and second order discretization method is simulated, and comparing the results of the analysis.Key words :CFD ;FLUENT ;hot and cool water mixture ;一 、前言:Fluent 是目前国际上比较流行的商用CFD 软件包,软件的核心部分是纳维—斯托克斯(Navier-Stokes)方程组的求解模块。

用压力校正法作为低速不可压流动的计算方法,包括SIMPLE 、SIMPLEC 、PISO 三种算法,采用有限体积法离散方程, 其计算精度和稳定性都要优于传统编程中使用的有限差分法。

Fluent模型使用技巧

Fluent模型使用技巧

1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。

o液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。

o活塞流动:在连续流体中的大的气泡o分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。

•气-固两相流:o充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。

o气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。

最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。

o流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。

从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。

改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。

•液-固两相流o泥浆流:流体中的颗粒输运。

液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。

在泥浆流中,Stokes数通常小于1。

当Stokes数大于1时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。

o水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒o沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。

随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。

在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。

•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子:泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2.多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。

fluent实例:冷、热水混合器内的三维流动与换热

fluent实例:冷、热水混合器内的三维流动与换热

图 33 速度边界设置对话框
2.设置入口 2 的边界条件
图 34 速度入口 2 的设置对话框
- 16 -
2. 设置出流口的边界条件
图 35 出口边界设置对话框
步骤 5:求解初始化
图 36 初始化设置对话框
- 17 -
步骤 6:设置监视器
图 37 监视器设置对话框
步骤 7:保存 case 和 data 文件
步骤 8:求解计算
图 38 迭代计算设置对话框
- 18 -
图 39 残差曲线图
图 40 出口速度监控图
三. 计算结果的后处理 步骤 1:创建等(坐标)值面
1. 创建一个 z=4cm 的平面,命名为 surf-1 2. 创建一个 x=0 的平面,命名为 surf-2
- 19 -
图 41 等值面设置对话框
2.启动能量方程
图 28 能量方程设置对话框
2. 使用 k 湍流模型
- 13 -
图 29 湍流模型设置对话框
步骤 3 设置流体的材料属性
图 30 材料属性设置对话框
- 14 -
图 31 流体材料库对话框
步骤 4 设置边界条件
图 32 边界条件设置对话框
- 15 -
1. 设置入口 1 的边界条件
图 13 出流小管设置对话框
图 14 创建出流小管后的混合器
2.将其移动并与锥台相接
图 15 移动小出流圆管设置对话框
图 16 移动小出流圆管后的混合器
步骤 7 将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体
-5-
图 17 体积列表框
图 18 合并体积后的混合器
步骤 8:混合内区域划分网格
图 19 网格设置对话框

Fluent 模拟教程5 冷热水混合器内的流动

Fluent 模拟教程5 冷热水混合器内的流动

用菜单命令Display: Contours,显示求解结果, 和原先的温度分布图比较可以发现,求解结果已经得到改善。
网格自适应技术
• FLUENT采用网格自适应技术,可根据计算 中得到的流场结果按变量梯度自适应调整 网格 和优化网格,从而使得计算结果更加 准确。
• 以温度梯度为基点来改善网格。 • 首先确定温度梯度的范围。用菜单命令Display: Contours
显示即将细化的网格有82个: 82 cells marked for refinement, 0 cells marked for coarsening
• 点击Manage…,在打开的单元注册对话框 (Manage Adaption Registers)点击Display。
准备要细化的网格显示如下图。
• 在Options不选择Auto Range,改版最小温度梯度值,将 Min设置为0.01,点击Display,显示出需要改进的高温度 梯度的网格如下,这部分网格是我们需要改进的网格。
• 用菜单命令Adapt: Gradient打开对话框,在Gradient of 下 来框中选中Temperature和Static Tempreature;在Option中 不选Coarsen,即只细化修改网格而不粗糙化。点击 Compute,Fluent将计算出温度梯度的最大值和最小值, 在Refine Threhold中输入0.01,点击Mark。
在显示的对话框中,将Options中的Node Values选项不选 中,按Display按钮,显示出温度分布图如下:
发现各单元间边界不光滑了,在准备改进网格时, 应该先看一下单元的,可以看出要进行改进的区域。
• 在Contours of下拉列表中,选择Adaption…和Adaption Function,在Options项不选择Node Value,点击Display, 得到温度梯度显示图如下:

fluent heat exchange热交换模型介绍

fluent heat exchange热交换模型介绍

fluent heat exchange热交换模型介绍
"Fluent" 是一种计算流体力学(CFD)软件,而"heat exchange" 则指的是热交换,即在流体中传递热量的过程。

在Fluent 中,可以使用不同的模型和方法来模拟和分析流体中的热交换过程。

热交换模型在Fluent 中涉及到流体流动、传热和传质等多个方面。

以下是一些常见的Fluent 中用于热交换模拟的模型和方法:
1.传热模型:Fluent 提供了多种传热模型,包括传导、对流和辐射传热。

用户可以选择
适当的传热模型,根据系统的特点来模拟热量的传递。

2.壁面热通量:可以在Fluent 中设置不同表面的壁面热通量,以模拟具体区域的热交
换情况。

这对于热交换器、散热器等设备的仿真很重要。

3.热源和热汇:用户可以设置热源和热汇,模拟系统中的加热或散热过程。

这对于热交
换系统的设计和优化非常有用。

4.多相流和相变:在一些热交换系统中,可能涉及到多相流动和相变过程,如蒸发、冷
凝等。

Fluent 支持多相流和相变模型,以更全面地模拟系统中的热交换。

5.换热器模块:Fluent 中有专门的换热器模块,用于更方便地建模和分析换热器的性能,
包括壁面传热系数、温度分布等。

使用Fluent 进行热交换模拟需要用户详细了解系统的几何形状、边界条件、材料属性等信息,并选择合适的模型和参数。

通过模拟,用户可以获得系统内部的流动、温度场等信息,帮助设计和优化热交换设备。

参考fluent隐射式冷热水混流器的流动分析

参考fluent隐射式冷热水混流器的流动分析

隐射式冷热水混流器的流动分析题目:已知冷水流入速度V in=1m/s,温度T in=300K;喉部管道直径d=1cm,主管道直径D和喉部直径d之比为2;热水管道直径d0=0.8cm,热水温度T0=360K,热水管道入口压强p0=0pa。

用fluent计算如下问题:(1)混合后的出流温度。

(2)管道喉部及入口压强。

(3)热水流量q。

解:Fluent操作过程如下第一步:建立三维模型1:启动Gambit2:建立主流管道2.1:建立长为2,直径为1的喉部区域2.2:创建左侧渐缩区域2.3:移动圆锥体2.4:创建右侧渐缩区域2.5:创建左侧入水管道和右侧出水管道3:建立热水管4:分割管路4.1:合并并保留原来的6个体4.2:删除不需要的体4.3:用喉部小圆柱体将整个流域分割第二步:划分网格1:左侧主管道表面分割1.1:连接左侧入水口直管道二端上的二个点1.2:将此线段绕x轴复制三次,每二条线相隔90度1.3:用四条线将圆柱面分割开1.4:进行网格点划分第三步:边界类型第四步:启动fluent进行计算1:启动3D求解器,读入网格2网格检查3:网格信息4:确定长度单位5:网格光滑处理6:求解器参数设置7:启动能量方程8:选择紊流模型9:流体材料设置10:操作环境设置,边界条件设置11:求解器控制参数12:流场初始化13:残差监测器设置14:出口温度监测器设置15:迭代计算第五步,计算结果后处理1:创建观测面3:流场速度分布(云图)5:流线显示,冷、热水流动情况6:热水流动情况7:出口温度、喉部压强以及入口静压强第六步:结论由模拟分析可知回答以上三问题(1)混合后的出流温度。

(2)管道喉部及入口压强。

(3)热水流量q。

1:冷水的入口流量为0.31214455kg/s,2:热水的入口流量为0.025921827 kg/s,3:出口的流量为0.33806601 kg/s,4:混合后的出水温度为305.0903K,5:喉部平均压强为-1047.595Pa6:入口平均压强为7175.386 Pa7:其流速、温度、流线、压力分布见云图。

冷热水混合器内的流动与热交换模拟fluent讲解

冷热水混合器内的流动与热交换模拟fluent讲解

实验十 冷热水混合器内的流动与热交换模拟 、实验目的1)熟悉 Gambit 和 Fluent 的用户界面和操作;2)学会使用 Gambit 建模和划分网格;3)学会使用 Fluent 求解器进行求解,并显示计算结果 、实验原理一个冷热水混合器的内部流动与热量交换问题。

混合器的长宽均为 上部带 3cm 的圆角,温度为 T=350K 的热水自上部的热水管嘴流入,与 侧的管嘴流入的温度为 290K 的冷水再混合器内进行热量与动量交换后,左侧的小管嘴流出三、实验步骤1 利用 Gambit 建立计算模型 步骤 1:启动 Gambit 软件并建立新文件启动 Gambit 并且建立一个新的项目文件,文件名: mixer.dbs20cm ,, 下部右(2)选择求解器用菜单命令 Solver: FLUENT5/6 选择求解器为 Fluent6. 步骤 2:创建几何图形3)创建坐标网格按照下图 1~5创建坐标网格,先创建 X 坐标的网格,在第 3 步选择 X ,完 成4、5步骤后,再重复 1~5步骤,在第 3步选择 Y ,最终得到 XY 从-10到10 的坐标网格。

发现工作区的网格显示不完全,我们可以按右下角的工作区调整至显示出整个网格。

(4)确定不同类型边界的交点和圆弧中心点 Ctrl+鼠标右键,在坐标网格上如上图所示,创建出所需要的各点工具按钮,使(5)复制点除了以上各点之外,每个小管嘴还需要外侧的 2 个点,我们可以通过点的复制来创建各个小管嘴外侧的点。

按照下图1~5的步骤,执行完第 4 步时,用Shift+鼠标左键选上所要复制的两个点,在第 6 步输入点要复制到的位置,上部管嘴外侧的点是原来点Y 方向上+3的位置。

重复1~5 步骤,创建下侧的两个小管嘴外侧的点,下侧小管嘴复制到在原来点Y 方向上移动-3 的位置。

复制完毕之后按按右下角的下:按钮,(5)隐藏坐标网格显示按照下图1~4 将坐标网格线隐藏,以便于后面的操作(6)由点创建直线和圆弧线按照下图1~4步骤创建出一条直线,第3步Shift+鼠标左键,选中直线两段的点重复1~4 步骤,创建出其他所需要的直线,最终结果如下图。

FLuent隐射式冷热水混流器的流动分析解析

FLuent隐射式冷热水混流器的流动分析解析

隐射式冷热水混流器的流动分析题目:已知冷水流入速度V in=1m/s,温度T in=300K;喉部管道直径d=1cm,主管道直径D和喉部直径d之比为2;热水管道直径d0=0.8cm,热水温度T0=360K,热水管道入口压强p0=0pa。

用fluent计算如下问题:(1)混合后的出流温度。

(2)管道喉部及入口压强。

(3)热水流量q。

解:Fluent操作过程如下第一步:建立三维模型1:启动Gambit2:建立主流管道2.1:建立长为2,直径为1的喉部区域2.2:创建左侧渐缩区域2.3:移动圆锥体2.4:创建右侧渐缩区域2.5:创建左侧入水管道和右侧出水管道3:建立热水管4:分割管路4.1:合并并保留原来的6个体4.2:删除不需要的体4.3:用喉部小圆柱体将整个流域分割第二步:划分网格1:左侧主管道表面分割1.1:连接左侧入水口直管道二端上的二个点1.2:将此线段绕x轴复制三次,每二条线相隔90度1.3:用四条线将圆柱面分割开1.4:进行网格点划分第三步:边界类型1:启动3D求解器,读入网格2网格检查3:网格信息4:确定长度单位5:网格光滑处理6:求解器参数设置7:启动能量方程8:选择紊流模型9:流体材料设置10:操作环境设置,边界条件设置11:求解器控制参数12:流场初始化13:残差监测器设置14:出口温度监测器设置15:迭代计算第五步,计算结果后处理1:创建观测面3:流场速度分布(云图)5:流线显示,冷、热水流动情况6:热水流动情况7:出口温度、喉部压强以及入口静压强第六步:结论由模拟分析可知回答以上三问题(1)混合后的出流温度。

(2)管道喉部及入口压强。

(3)热水流量q。

1:冷水的入口流量为0.31214455kg/s,2:热水的入口流量为0.025921827 kg/s,3:出口的流量为0.33806601 kg/s,4:混合后的出水温度为305.0903K,5:喉部平均压强为-1047.595Pa6:入口平均压强为7175.386 Pa7:其流速、温度、流线、压力分布见云图。

Fluent多相流教程水油混合物T型管流动模拟

Fluent多相流教程水油混合物T型管流动模拟

Fluent多相流模型模拟-水油混合物T型管流动模拟一、实例概述如图所示的T型管,直径0.5m,水和油的混合物从左端以1m/s的速度进入,其中有的质量分数为80%。

在交叉点混合流分流,78%质量流率的混合流从下口流出,22%质量流率的混合流从右端流出。

简单几何模型二、模型的建立1、启动Gambit,选择工作目录E:\Gambit working。

2、单击geometry→face→create real rectangular face,在width文本框和height文本框输入5和0.5,初始界面点击Apply,结果如右下图再输入0.5和5,生成右下图3、移动成T型移动结果如下修剪内部结果如下三、网格划分1、单击mesh→faces→mesh faces结果如下2、设置入口in,出口out,其余wall定义out-2其余线段定义为wall3、输出网格文件输入文件名,选择mixture.msh四、求解计算1、启动fluent6.3,打开后界面2、读入划分好的网格文件检查网格3、求解保持默认,点OK4、设置多相,混合相点mixture,5、选择k-e湍流模型6、定义材料属性7、设置第一相8、设置第二相9、设置operating conditions作业条件10、定义边界条件10.1、设置in的边界条件设置mixture phase设置water phase10.2、设置out的边界11、solve -solution保持默认,点OK12、initialize13、residual残留的勾选plot,其他默认14、interate迭代结果如下15、display→contours选择压强结果如下选择速度结果如下16、显示速度矢量图结果如下17、保存为cas文件。

fluent 软件应用超详细实例

fluent 软件应用超详细实例

Fluent应用实例冷热水混合器内的三维流动与换热问题问题描述:冷水与热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入,在容器内混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管,最后流入大气,混合器简图见下图所示。

一.利用gambit建立混合器计算模型步骤1:启动gambit并选定求解器(fluent5/6)步骤2:创建混合器主体大圆柱图1圆柱体设置对话框 图2混合器主体步骤3:设置混合器的切向入流管1. 创建小圆柱图3小圆柱设置对话框 图4创建的小圆柱体及混合器主体 2将入流管移到混合器中部的边缘图5移动复制对话框 图6将入流管移到混合器主体的边缘上3.将小入流管以Z 轴为轴旋转1800复制图7旋转复制对话框图8将入流管旋转复制后的混合器步骤4:去掉小圆柱与大圆柱相交的多余部分,并将三个圆柱联接成一个整体图9体积列表框图10合并体积后的混合器步骤5:创建混合器下部的圆锥台图11锥台设置对话框图12创建锥台后的混合器步骤6:创建出流小管1.创建出流小圆管图13出流小管设置对话框图14创建出流小管后的混合器2.将其移动并与锥台相接图15移动小出流圆管设置对话框图16移动小出流圆管后的混合器步骤7将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体图17体积列表框图18合并体积后的混合器步骤8:混合内区域划分网格图19网格设置对话框图20划分好的表面网格图步骤9检查网格划分情况图21网格检查设置对话框步骤10设置边界类型步骤11msh文件的输出二.利用fluent3D求解器进行求解步骤1启动fluent并选择求解器3D步骤2检查网格并定义长度单位1.读入网格文件(下图为读入的图示)2.确定单位长度为cm图24长度单位设置对话框3.检查网格4.显示网格图25显示网格设置对话框图26显示网格图步骤2创建计算模型1.设置求解器图27求解器设置对话框2.启动能量方程图28能量方程设置对话框2.使用εk湍流模型-步骤3设置流体的材料属性图30材料属性设置对话框步骤4设置边界条件图32边界条件设置对话框图33速度边界设置对话框2.设置入口2的边界条件图34速度入口2的设置对话框图35出口边界设置对话框步骤5:求解初始化图36初始化设置对话框步骤6:设置监视器图37监视器设置对话框步骤7:保存case和data文件步骤8:求解计算图38迭代计算设置对话框图39残差曲线图图40出口速度监控图三.计算结果的后处理步骤1:创建等(坐标)值面1.创建一个z=4cm的平面,命名为surf-12.创建一个x=0的平面,命名为surf-2图41等值面设置对话框步骤2:绘制温度与压强分布图1.绘制温度分布图图42水平面上的温度分布图2.绘制壁面上的温度分布图43壁面上的温度分布图3.绘制垂直平面surf-2上的压力分布图44竖直面上的温度分布图步骤3:绘制速度矢量1.显示在surf-1上的速度矢量图45水平面上的速度矢量图2..显示在surf-2上的速度矢量图图46竖直面上的速度矢量图。

FLUENT算例 (8)

FLUENT算例 (8)

冷、热水混合器内的三维流动与换热FLUENT分析冷水和热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入,在容器混合后经过下部渐缩通道流入等径的出流管最后流入大气。

混合器的简图如下所示。

一、利用GANBIT建立混合器计算模型第1步:启动GAMBIT并选定求解器(fluent5/6)第2步:创建混合器主体第3步:设置混合器切向入流管第4步:去掉小圆柱体相交的多余部分,并将三个圆柱体连接成一个整体第5步:创建主体下部圆锥第6步:创建出流小管第7步:将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管合为一个整体第8步:对混合区内进行网格划分操作:MESH→VOLUME→MESH VOLUMES打开“Mesh Volumes”设置对话框(1)点击Volume右侧黄色区域;(2)用shift+鼠标左键点击混合器边缘线;(3)在Spacing项,选择Interval size,并填入0.5;(4)Type项选择TGrid;(5)点击Apply。

如图所示。

第9步:检查网格划分情况第10步:设置边界类型操作:ZONES→SPECIFY BOUNDARY TYPES(1)设置入流口(inlet-1)边界类型为VELOCITY_INLET;a)确定action项为add;b)在name项输入inlet-1c)在type列表中选择VELOCITY_INLET;d)点击faces项右侧区域;e)用shift+鼠标左键点击混合器入流口界面边线。

f)点击apply(2)重复上述步骤设置另一个入流口(inlet-2).(3)设置下部出流口边界类型为PRESSURE_OUTLET.第11步:输出网格文件(.msh)操作:file→export→mesh…二、利用FLUENT 3D求解器进行求解第1步:检查网格并定义长度单位1.读入网格文件2.确定长度单位为cm操作:grid→scale…(1)在units conversion下的grid was created in 列表中选择cm;(2)点击change length units;此时左侧的scale factors下的X,Y,Z都变为0.01. (3)点击下边scale按钮;单位由m变为cm;(4)Close第2步:创建计算模型1.设置求解器操作:define→models→energy…(1)在solver想选择pressure basic(2)在formulation项选择implicit(3)在space项选择3D(4)在time项选择steady(5)Ok。

基于FLUENT的冷、热水混合器内三维流场数值模拟

基于FLUENT的冷、热水混合器内三维流场数值模拟

基于FLUENT的冷、热水混合器内三维流场数值模拟张闯1120100662【摘要】本文介绍了FLUENT软件的主要特点及其在冷热水混合器内的应用情况。

通过运用FLUENT软件的标准 k-ε湍流模型对两种结构的冷、热水混合器模型进行三维数值模拟计算,分析其内部流场变化情况,通过模拟计算并对比两种模型的流场变化,能真实反映混合器内部的复杂流动,为混合器的设计和改进提供理论依据。

【关键词】FLUENT 冷、热水混合器标准 k-ε湍流模型引言工程热水恒温混合器,是为适应中央热水工程向大型化、自动化和人性化发展的技术要求而研发的,是为太阳能热水工程和各种生活热水供水系统专门配套的一种全自动洗浴水恒温控制设备。

广泛适用于宾馆、饭店、学校、医院、厂矿、机关及洗浴中心、游泳池等大中小型生活热水系统。

用户可以根据热水系统的用水量实际需要选择型号,并由用户自行调节设定洗浴水出水温度,高精度的实现洗浴水温度的自动控制。

恒温混合器的工作原理:当热媒水与冷水同时在等压比下进入本机混合器进行冷热水混合,冷热混合后的应用水进入缓冲室。

缓冲室的水温传感器将水温信号传输给温控装置,当缓冲室的水温比设定要求高(或低)时,温控装置对来自热水箱的热水和自来水(或冷水箱冷水)进行比例式控制,将热媒水和冷水控制在适度流量状态,从而使输出水温达到设定要求,使系统用水保持在恒温状态。

一、Fluent软件介绍FLUENT是美国FLUENT 公司开发的集流场、燃烧和热、质量传输以及化学反应于一体的商业CFD 软件, 也是目前国内外使用最多、最流行的商业软件之一。

自其上市以来, 在全球众多的CFD 软件开发研究厂商中, FLUENT 软件占有最大的市场份额。

独特的优点使FLUENT 在水利船舶、材料加工、燃料电池、航空航天、旋转机械、噪声污染、核能与动力等方面均有广泛应用。

FLUENT 软件的最大特点是具有专门几何模型制作软件Gambit模块,并可以与CAD 连接使用,同时备有很多附加条件和附加方程添加接口,使用了目前较先进的离散技术和计算精度控制技术,如多层网格法、快速收敛准则以及光滑残差法等, 数学模型的离散化和软件计算方法处理较为得当。

fluent混合长度模型

fluent混合长度模型

Fluent混合长度模型一、Fluent混合长度模型简介Fluent混合长度模型是一种数值模拟方法,用于描述流体流动和传热过程中的复杂现象。

该模型结合了湍流模型和混合长度模型的特点,为工程应用和科学研究提供了强大的工具。

混合长度模型假定湍流中存在着一个固定的、与模型相关的长度尺度,用于描述湍流脉动的扩散和传递。

在Fluent软件中,混合长度模型常用于求解湍流问题,尤其是在那些无法使用DNS(直接数值模拟)或雷诺平均模型的情况下。

二、Fluent混合长度模型的原理Fluent混合长度模型的原理基于湍流的基本理论和物理现象。

该模型采用一个固定的混合长度来模拟湍流中流体的混合过程。

混合长度是指流体在湍流过程中完成混合所需要的时间和空间的度量。

在Fluent混合长度模型中,这个混合长度被假定为一个与流动条件相关的常数,通过调整这个常数可以改变模型的预测结果。

三、Fluent混合长度模型的应用领域1.工业流体动力学:Fluent混合长度模型在工业流体动力学中有着广泛的应用,包括航空航天、能源、化工等领域。

例如,它可以用于模拟燃烧室内的火焰传播、流体机械中的流体流动和传热等。

2.环境科学:在环境科学领域,Fluent混合长度模型可以用于模拟大气污染物扩散、水体流动和传热等过程。

例如,它可以用于预测城市空气质量、评估水体污染的影响等。

3.生物医学工程:在生物医学工程中,Fluent混合长度模型可以用于研究血流动力学、呼吸系统流动等问题。

例如,它可以用于模拟血液在心血管系统中的流动和热量传递,以及气体的在呼吸道的流动等。

4.计算物理:在计算物理领域,Fluent混合长度模型可以用于模拟量子力学、光学等现象中的复杂流动和传热过程。

例如,它可以用于研究光在湍流介质中的传播和散射等。

四、Fluent混合长度模型的优缺点优点:●适用范围广:Fluent混合长度模型适用于各种湍流流动和传热现象的模拟。

●计算效率高:该模型采用了固定的混合长度,简化了计算过程,提高了计算效率。

论文:基于fluent软件的冷、热水混合器内部二维流动数值模拟

论文:基于fluent软件的冷、热水混合器内部二维流动数值模拟

论⽂:基于fluent软件的冷、热⽔混合器内部⼆维流动数值模拟基于fluent 软件的冷、热⽔混合器内部⼆维流动数值模拟(xxx 中国矿业⼤学江苏徐州 221116)摘要:基于标准k-ε湍流模型,对冷、热⽔混合器的内部流动与交换传热 ,利⽤fluent 软件进⾏了数值模拟。

在该过程中,计算冷热⽔在混合器内流体的速度场、压⼒场等,同时分别对算例采⽤⼀阶离散化⽅法和⼆阶离散化⽅法进⾏模拟, 并对⼆者的结果进⾏⽐较分析。

关键词: 计算流体⼒学( CFD) ; 数值模拟; 冷、热⽔混合器。

Abstract:It is based on the standard k - epsilon turbulence model for cold and hot water mixer internal flow and heat transfer, exchange by using fluent software is simulated. In the process, the calculation of hot and cold water in the fluid velocity field and pressure field in the mixer, etc., at the same time, make a distinction between the first discretization method and second order discretization method is simulated, and comparing the results of the analysis.Key words :CFD ;FLUENT ;hot and cool water mixture ;⼀、前⾔:Fluent 是⽬前国际上⽐较流⾏的商⽤CFD 软件包,软件的核⼼部分是纳维—斯托克斯(Navier-Stokes)⽅程组的求解模块。

冷、热水混合气内的三维流动与换热(FLUNT)

冷、热水混合气内的三维流动与换热(FLUNT)

课题:冷、热水混合气内的三维流动与换热首先利用GAMBIT软件建立模型建立模型步骤:一、创建模型(混合器的主体模型及混合器的入流管)1、操作:geometry—volume—create volume—圆柱体(1)在height右侧输入10(2)Radius1输入8(3)Radius2空白(3)在axis location选择positive z(4)点击apply2、操作:geometry—volume—create volume—圆柱体(1)Radius输入1在height右侧输入10,点击apply(2)Radius空白(3)在AXISLOCA TION项选择POSITIVE X,点击apply(4)打开move/copy 将小圆柱体复制移动位置输入为X=8Y=4 Z=4 点APPL Y。

3、操作:geometry—volume—create volume—frustum(1) 在height右侧输入5(2)Radius1输入1 Radius输入10,在axis location选择negativez。

点击apply4、操作:geometry—volume—create volume—圆柱体(1)在height右侧输入10(2)Radius1输入1(3)Radius2空白(4)在axis location选择positive z(5)点击apply5操作:geometry—volume—move/copy/align volumes(1)点击黄色区域,用shift+左键选择下面的圆柱体,选择笛卡尔坐标。

(2)选择位移量输入x= 0,y=0,z=-5(3)点击apply6、合并:操作:geometry—volume—boolean operations—unite(1)点击volumes向上的箭头(2)点击all向右箭头。

点apply,则成功合并。

7、划分网格操作:mesh—volume—mesh volumes(1)点击volumes右侧黄色区域(2)用shift+左键选中混合器的边界线(3)在spacing项选择interval size ,并输入0.5(4)在type选项选择tgrid(5)点击apply,则形成了网格线。

Fluent模型使用技巧

Fluent模型使用技巧

1.多相流动模式我们可以根据下面的原则对多相流分成四类:•气-液或者液-液两相流:o气泡流动:连续流体中的气泡或者液泡。

o液滴流动:连续气体中的离散流体液滴。

o活塞流动:在连续流体中的大的气泡o分层自由面流动:由明显的分界面隔开的非混合流体流动。

•气-固两相流:o充满粒子的流动:连续气体流动中有离散的固体粒子。

o气动输运:流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。

最典型的模式有沙子的流动,泥浆流,填充床,以及各向同性流。

o流化床:由一个盛有粒子的竖直圆筒构成,气体从一个分散器导入筒内。

从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。

改变气体的流量,就会有气泡不断的出现并穿过整个容器,从而使得颗粒在床内得到充分混合。

•液-固两相流o泥浆流:流体中的颗粒输运。

液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。

在泥浆流中,Stokes数通常小于1。

当Stokes数大于1时,流动成为流化(fluidization)了的液-固流动。

o水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒o沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内,初始时刻均匀散布着颗粒物质。

随后,流体将会分层,在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积层,在顶部出现了澄清层,里面没有颗粒物质,在中间则是沉降层,那里的粒子仍然在沉降。

在澄清层和沉降层中间,是一个清晰可辨的交界面。

•三相流(上面各种情况的组合)各流动模式对应的例子如下:•气泡流例子:抽吸,通风,空气泵,气穴,蒸发,浮选,洗刷•液滴流例子:抽吸,喷雾,燃烧室,低温泵,干燥机,蒸发,气冷,刷洗•活塞流例子:管道或容器内有大尺度气泡的流动•分层自由面流动例子:分离器中的晃动,核反应装置中的沸腾和冷凝•粒子负载流动例子:旋风分离器,空气分类器,洗尘器,环境尘埃流动•风力输运例子:水泥、谷粒和金属粉末的输运•流化床例子:流化床反应器,循环流化床•泥浆流例子:泥浆输运,矿物处理•水力输运例子:矿物处理,生物医学及物理化学中的流体系统•沉降例子:矿物处理2.多相流模型FLUENT中描述两相流的两种方法:欧拉一欧拉法和欧拉一拉格朗日法,后面分别简称欧拉法和拉格朗日法。

二维冷、热混合器的流动与传热特性分析

二维冷、热混合器的流动与传热特性分析

计算流体力学二维冷、热混合器的传热及流动特性班级:硕动力143班学号:****************摘要在工程和生活中,冷、热混合器内的流动是最常见也是最简单的一种流动。

本文用Fluent软件来模拟研究二维冷、热混合器内的传热及流动特性,主要对速度分布、温度分布以及出流口截面上的温度、压力及速度分布情况作出分析。

首先在Gambit里建立物理模型,建立二维冷、热混合器的物理模型,并划分四叉树、三角化和混合型三套网格。

选用能量守恒方程,分别对三套网格下,冷、热混合器内部流体进行模拟分析,并在FLUENT软件中以直观的方式表示出了在K-epsilon湍流模型下,三套不同网格在混合器内的流动状况以及在四叉树网格下,设置Spalart-Allmaras湍流模型下表示出混合器内的流动情况。

分析讨论并比较所得到的数值模拟结果的准确性。

关键词:FLUENT;冷、热混合器;数值模拟目录1 绪论 (1)1.1 课题提出的意义 (1)1.2 直接数值模拟方法简介 (1)1.3 主要研究内容 (1)2 直接数值模拟方法 (2)2.1 FLUENT简介 (2)2.2 FILENT计算过程 (3)2.2.1 建立数学物理模型 (3)2.2.2 数值模拟阶段 (3)2.2.3 后处理阶段 (3)2.3 控制方程 (4)2.3.1 物理模型 (4)2.3.2 湍流流动的数值模拟 (4)3 在GAMBIT中建立模型 (5)4 在FLUENT中求解计算 (6)4.1 FLUEMT的参数设置 (6)4.2 混合器的计算结果及分析 (7)4.2.1 分析三种网格的计算结果 (7)4.2.2 分析两种湍流模型的计算结果 (11)5 总结与展望 (15)5.1 总结 (15)5.2 展望 (15)6致谢 (16)7参考文献 (17)1绪论1.1 课题提出的意义对水流进行数值模拟的一个有效的工具是fluent 将其应用于计算流体动力学进行数值模拟,可以方便地计算出各项水流参数的全场分布,具有计算快速,简捷,数值精度较高等优点。

fluent混合长度模型 -回复

fluent混合长度模型 -回复

fluent混合长度模型-回复什么是混合长度模型?如何使用fluent进行混合长度模型分析?混合长度模型是一种在流体力学领域被广泛应用的模型,它用于描述流体在不同尺度下的特性。

它可以同时考虑流体在微尺度上的分子扩散和宏观尺度上的连续性,从而提供了更准确的流体行为预测。

Fluent是一种流体力学分析软件,可以轻松地进行混合长度模型的分析。

在使用Fluent进行混合长度模型分析之前,我们需要明确研究的问题和研究的目的。

首先,我们需要确定研究的流体是单相还是多相流体,因为不同的问题需要采用不同的模型。

其次,我们需要选择合适的网格来表示流体领域的几何形状。

高质量的网格对于准确地建立模型是至关重要的。

在建立了合适的网格后,我们需要定义流体的边界条件。

这包括流体流动的入口边界和出口边界,以及流体与固体界面的边界。

根据具体的问题,我们可能需要在边界上设置不同的流动参数,如流速、压强和温度等。

接下来,我们可以利用Fluent提供的预处理工具来对流体进行数值求解之前的准备工作。

这包括定义流体的物性、网格剖分和设置数值求解器的参数等。

在设定好这些参数后,我们可以进行数值求解。

在Fluent中,混合长度模型通常采用分离网格和连续流模型相结合的方法进行求解。

首先,我们将网格划分为一个个小的单元,并分别求解每个单元的宏观速度场。

然后,通过将这些小单元的速度场进行加权平均,得到整个流体领域的平均速度场。

最后,通过在整个流体领域上求解宏观速度场的运动方程,可以得到流体的宏观行为。

在求解过程中,我们可以使用Fluent提供的多种图形和数值工具来分析结果。

这些工具可以帮助我们理解流体的速度、压力、温度和浓度等分布情况。

同时,我们还可以使用Fluent提供的后处理工具,如剖面图和矢量图,来进一步分析流体行为。

这些工具可以帮助我们更直观地了解流体的运动规律和传热传质效果。

总而言之,Fluent是一种强大的工具,可以帮助工程师和科研人员进行混合长度模型的分析。

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三维流动与传热的数值计算问题描述:冷水和热水分别自混合器的两侧沿水平切向方向流入,在容器内混合后经过下部逐渐收缩的通道流入等直径出流管,最后流入大气。

这是一个三维流动问题,所研究的内容是混合器内的流场,压力分布和温度场。

利用GAMBIT建立混合器计算模型第一步:启动GAMBIT并选定求解器(FLUENT5/6)第二步:创建混合器主体(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE VOLUME-----cylinder,如图1)a)Height(长度):8 Radius1(半径):10b)Axis Location(中心轴)选择PositiveZ(z轴正向)c)其他默认第三步:设置混合器切向入流管道a)按照上步建立切向流管b)流管Height(长度):10 Radius1(半径):1c)Axis Location(中心轴)选择Positive x(x轴正向)第四步:将流管移到混合器主体中图1部边缘(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE-VOLUME----MOVE/COPY.......如图2)a)Volumes右侧黄色区域向上箭头选择小管(选中变红)b)Global(位移量) 输入:x=0,y=9,z=4c)其他项保持默认。

d)选择apply应用e)将小管以z轴旋转180度:Operation选择Rotatef)Volumes选择Copyg)Volumes右侧黄色区域向上箭头选择小管(选中变红)h)Angle(旋转角度)填入180i)其他默认,然后选择应用(如图3)。

3.将小管以Z轴为轴旋转180度复制操作(GEOMETRY----VOLUME-----CREATE-VOLUME----MOVE/COPY.......如图2)打开“Move/Copy Volumes ”设置对话框3↓8所示,并进行如下设置。

a)在Volumes项,选择Copy,并点击右侧黄色区域:b)用shift+鼠标左键点击组成入流小管的边线,此时小管变成了红色:c)在Operaton项,选择Rotate;d)在Angle (旋转角度)右侧填入180;图3图2e)在Axis 项,注意到:Active Coard.Sys.Vector (0,0,0)一>(0,0,1)这表明,当前的旋转轴矢量为Z 轴,保留这一设置。

点击Apply ,生成图像如图4。

图4第五步:将三个圆柱体联结成一个整体(GEOMETRY-----VOLUME-----UNITE REAL VOLUME,如图5)a)点击而lumes 右侧的箭头,打开体积列表框b)点击All ->,选择三个已经存在的圆柱体:c)点击Close 关闭体积列表:d)点击Apply,合并后图形如图6。

图5图4第六步:创建主体下部的圆锥(GEOMETRY-----VOLUME----CENTER VOLUME,如图7)a)在Height 项填入5;b)在Radius l 项填入1; (出流口小管的半径为1) 。

c)在Radius 3 项填入10:与柱体外边缘相接:d)在Axis Location 项下拉列表中选择Nagative Z, C 沿Z 轴的反方e)点击Apply.图5第七步:创建出流小管(选择同第二步)1. 创建出流口小圆管(1)设置出流口小圆管的Height (长度)为5, Radius 1 C 半径)为l;(2)在Axis Location 下拉列表中,选择NagativeZ;(3)点击Apply 。

2. 将其下移并与锥台相接打开“Move/Copy Volumes ,,设置对话框。

(1)在Volumes 项,选择Move,并点击右侧黄色区域:(2)用shift +鼠标左键点击组成出流小管的边线;此时小管变成了红色:(3)在Operation 项,选择Translate;(4)在Type C 坐标类型)右侧下拉列表中选择Cartesian (笛卡儿)坐标:(5)在Global (位移量)项,输入x= 0, y = 0, z = -5;(6)点击Apply ,结果图8。

图8第八步:将混合器上部、渐缩部分和下部出流小管组合为一个整体(操作同第五步)第九步:对混合器内区域划分网格(MESH---VOLUME-----MESH VOLUMES)(1)点击Volumes 右侧黄色区域:(2)用shift +鼠标左键点击、混合器边缘线;(3)在Spacing 项,选择Interval size,并填入0.5;(4)保留其他默认设置,特别是要注意在Type 项选择TGrid;图6(5)点击Apply 。

则区域内的网格图如图9 所示。

第十步:检查网格划分情况(Examine Mesh,如图12)(1)在Display Type (显示类型)项选择Plane (平面):(2)选择3DE1ement 以及:(3)勿在Quality Type (大小类型)项选择EquilAngle Skew;(4)在Out Orientation 项,用鼠标左键拖动Z 轴滑块,则会显示不同Z 值平面上的网格(如图11):(5)在Out Orientation 项,用鼠标左键拖动X 和Y 轴滑块,贝U会显示X 和Y 平面上的网格:(见图10)。

(6)在Display 乃pe项选择Range,点击对话框下部滑块可选择现实的比例及大小。

第十一步:设置边界类型(ZONE---SPACFIC----BOUNDARY TYPE,如图13)(1)设置入流口(inlet-1)边界类型为VELOCITY_INLET:a)确定Action 项为Add;b)在Name 项输入inlet1。

在type (类型)列表中选择VELOCITY_INLET;d)点击Faces 项右侧区域:e)用shift鼠标左键点击混合器入流口截面边线,此时入口边线的圆变为红色。

点击Apply 。

(2)重复上述步骤,设置另一个入流口(inlet-2)边界类型为VELOCITY_INLET;(3)设置下部出流口边界类型为PRESSURE_OUTLET 。

a)在Name 项填入pressure-outlet;b)在可pe 列表中选择PRESSURE_OULET;c)在Faces 项选择混合器下部出流口断面:d)点击Apply 。

注意:对于其他未设置的面,默认为固壁第十二步:输出网格文件(file—export---mesh)图8图7图10图9利用FLUENT 30 求解器进行求解第1 步:检查网格并定义长度单位1. 读入网格文件(File-----Read---- Case...)2. 确定长度单位为cm操作Grid-----Scale ...打开“Scale Grid”设置对话框如图14 所示。

(1)在Units Conversion 下的Grid Was Created h 右侧列表中选择cm;(2)点击Change LengthUnits:此时左侧的ScaleFactors 下的X,Y,Z 项都变为图110.01 。

(3)点击下边的scale按钮:此时, Domain Extent附下的单位由m 变为cm,并给出区域的(4)点击Close 关闭对话框。

3. 检查网格操作:Grid----Check: 检查并在信息反馈窗口(屏幕)显示检查过程和结果,其中要特别注意保持最小体积为正值。

4. 显示网格操作:Display----- Grid...打开网格显示对话框后,点击Display,可得到区域网格图如图15 所示。

图12第2 步:创建计算模型1. 设直求解器 操作Define----Model----Solver打开“Solver "设置对话框如图16所示。

(1)在Solver 项选择Segregated;(刀在Formulation 项选择Implicit;(3)在Space 项选择3D; (4)在Time 项选建Steady; (5)点击OK 。

2. 启动能量方程操作Define----Modle---- Energy.打开“Energy ”设置对话框如图17所示,点击OK. 3. 打开湍流模式操作Define----Model----Viscous选择k-epsilon[2 equ],其他保持默认,点击OK.第3 步:设置流体的材料属性操作Define-----Materials ..打开“Materials ”设置对话框如图18所示。

(1)点击Database...按钮,打开“Database Materials "对话框如图3↓28 所示: (2)在Fluid Materials 列表中选择water-liquid;(3)点击Copy ,点击Close 关闭“Database Materials ”对话框: (4)点击Close ,关闭“Materials ”设置对话框。

第4 步:设置边界条件操作Define-----Boundary Condition图 13图 14打开“Boundary Condition s”设置对话框如图20所示。

1. 设直入流口1 的边界条件(1)在Zone 列表中选择inlet-1;(2)点击Set...按钮:打开“Velocity Inlet”设置对话框如图19。

(3)在Velocity SpecificationMethod (速度定义方法)项下拉列表中选择Magnitude, Normal to Boundary图15图17图16(速度大小,方向垂直作于作用面):(4)在Velocity Magnitude (速度大小)项填入1 m/s;(5)在Temperature [K]项填入320;(6)Turbulence Specification Method (湍流定义方法)项下拉列表中选择Intensity and Hydraulic.(7)Turbulence Intensity填入5%(8Hydraulic Diameter 项填入2cm; (入口直径)(9)点击OK 按钮。

2. 设置入口2 的边界条件(1)在“Boundary Conditions ,,对话框中,在Zone 列表中选择inlet-2·(2)点击Set...按理:打开“Velocity Inlet”。

(3)在Temperature 项填入200 K,其他与入口1 设置相同:(4)点击OK 按钮。

3. 设直出流口的边界条件(1)在Zone 列表中选择pressure-outlet;(2) 勾点击Set. ..按钮:打开“Pressure Outlet,,设置对话框如图21所示:(3) 在Gauge Pressure (表压强)项填入0;(4) Back Total Temperature (出图18口总温)项设置为300K;(5)其他与入口边界设置相同:(6)点击OK。

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