fluent油水两相流动数值模拟

Fluent油水两相流弯管流动模拟

实例概述

选取某输油管道工程管径600mm的90。水平弯管道，弯径比为3,并在弯管前后各取5m直管段进行建模，其几何模型如图所示。为精确比较流体流经弯管过程中的流场变化,

1.启动GAMBIT选择圆面生成面板的Plane为ZX，输入半径Radius为0.3，生成圆面,

如图所示。

Afiply I Ftesel | Oose

2. 选择圆面，保持Move被选中，在Global下的x栏输入1.8，完成该面的移动操作。

3. 选取面，Angle栏输入-90, Axis选择为(0,0,0 )^( 0,0,1 ),生成弯管主体，如图所

示。

4. 在Create Real Cylinder 面板的Height 栏输入5,在Radiusl 栏输入0.3，选择Axis

Location 为Positive X ，生成沿x方向的5m直管段，如图所示。

5. 同方法，改变Axis Location 为Positive Y 生成沿y方向的5m直管段，如图所示。

6. 将直管段移动至正确位置，执行Volume面板中的

Move/Copy命令，选中沿y轴的直管

段，在x栏输入1.8，即向x轴正向平移1.8。然后选中沿x轴的直管段，在x栏输入-5，在y 栏输入-1.8，最后的模型如图所示。

7.将3个体合并成一个，弹出Unite Real Volumes 面板，选中生成的3个体，视图窗口

如图所示。

Unite Real Volumes

Volumes Ilvolume.S*1

_l Retai n

Apply |Reset I Oose I

三、网格划分

1.打开Create Boundary Layer 面板，在Edges黄色输入栏中选取线3。选中1:1的边界

层生成方式，并设置第一个点距壁面距离为0.001m，递增比例因子为1.2，边界层为4层。绘制完边界层网格，如图所示。

2.打开MeshFaces面板，运用Quad单元与Pave方法对该圆面进行划分，在Interval size

栏输入0.05，生成的面网格如图所示。

生成的体网格如图所示。

4. 选择面4作为进口，定义其为 PRESSURE INLET 命名为in ;选择面9作为出口，定义

其为PRESSURE_OUTLE 命名为out ，如图所示。

In terval size 栏输入0.1 , 3.运用Hex/Wedge 单元与Cooper 方法对该圆面进行划分，在

■ ■■ — _________■ ■ ■ . , - ■■■■ ■

- ■ ■■ ■ ■ ■■ - ■■

FLUENT 5/B

Action:

* Add 7 Modify

v Delete y Delele 电II

Nante

」Show labels 」Sliov/ colors

5. 输出三维模型网格文件。

四、求解计算

1）启动FLUENT三维单精度计算器，读入划分好的网格文件，网格读入之后，检查网格的信息，待最后一行出现“ Do ne”语句。

2）从Scale Grid 对话框中可以看出计算区域的尺寸范围，如图所示。

3）弹出的Solver对话框中保持默认设置，如图所示。

0K

| Cancel Help

4) 弹出的 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Realizable ，保留其他默认设置。

5）如图所示，在弹出的 Multiphase Model 对话框中选择 Mixture ，保持默认参数设置。

Solver

Solver

好 Segregated '■ Coupled Space

r 2D

「Axisymmetric C Axisymmetric Swirl 护

3D

Velocity Formulation

'■* Absolute ,r " Relative

Gradient Option G Cell-

Based '■ Node -Based

Formulation <• Implicit

Time “ Steady

Unsteady Porous Formulation

*' Superficial Velocity

「Physical Velocity

Multiphase Model

6）在弹出的Flue nt Database Materials 对话框中，将数据库中的材料 -------- 水和油都拷贝到当前工程中，完成材料物性的定义。

7）在Type选项中选择primary-phase ，在列表中选择fuel-oil-liquid ，在Name 文本框

中输入oil 。在Type 选项中选择 secondary-phase ,在列表中选择 water-liquid ,并在 Name 文本框中输入 water 。 8） 如图所示，在 Set Units 对话框中，选择 Quantities 中的pressure 。在弹出的 Define Unit 对话框中的Unit 栏输入名称 mpa 在Factor 栏输入1000000，定义压强的新单位 MPa Set Units Quantities moment 丄 parti cles-conc percentage □ovMet Set All to ressure dens ity specWic-area soot-tormation-constanl-unit Units default brills h Factor 斤 Offset New... | List | Close | H^lp |

£i cgs 9） 打开 Operating Conditions 对话框，选中 Gravity ，指定重力方向为 z 轴，在Z[m/s2] 右侧输入-9.8。 Operating Conditions Pressure Operating Pressure [mpa] 0.1ITI325 Reference Pressure Location Cancel Giavity 疗 Giravily Gravitational Acceleration Va riable-DeRsity Parameters Specified Operating Density Help

10） 定义边界条件。 11）

在Solution Controls 对

话框中保持默认设置。 12）对流场进行初始

化。