FLUENT算例-搅拌桨底部十字挡板的流场分析.doc

《FLUENT算例-搅拌桨底部十字挡板的流场分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、搅拌桨底部十字挡板的流场分析搅拌设备在各个行业运用的十分广泛，搅拌就是为了更够更快速更高效的将物质与介质充分混合，发生充分的反应，而搅拌中存在着许多不利于混合的情况，比如液体旋流。为了解决这个问题，之前很多人提出在罐体的侧壁上增加挡板，可以抵消大部分旋流，然后大部分都是研究侧挡板的，对于底部挡板的研究十分少，本文就在椭圆底部挡板增加十字型挡板，对罐体中进行流场分析。1．Gambit建模首先用Gambit建模图形如下：图1：Gambit建立的模型分为两个区域，里面的圆柱为动区域，外面包着的大圆柱设为静区域，静区域划分网格大，划分粗糙，内部动区域

2、划分网格小，划分精细。边界条件主要设置了轴，搅拌桨，底部挡板，上层液面。以下就是fluent进行数值模拟。2.fluent数值模拟2.1导入case文件2.2对网格进行检查Minimumvolume的数值大于0即可。图2网格检查2.3调节比例单位选择mm单位。图3比例调节2.4定义求解器参数设置如图4所示图4设置求解器参数2.5设置能量线图5能量线2.6设置粘度模型，选择k-e模型k-e模型对该模型模拟十分实用。图6粘度模型2.7定义材料介质选择液体水。图7介质选择2.8定义操作条件由于存在着终于，建模时的方向向上，所以在Z轴增加一个重力加速

3、度。图8操作条件2.9定义边界条件在边界设置重，动区域如图所示，将材料设成水，motiontype设成movingreferenceframe（相对滑动），转速设为10rad/s，单位可在Define中的setunit中的angular-velocity设置。而在在轴的设置中，如上图所示，将wallmotion设成movingwall，motion设成Absolute，速度设成-10，由于轴跟动区域速度是相对的，所以设成反的。图9动区域边界条件图10轴边界条件2.10设置求解器求解器的设置如图11需将momentum改成0.5即可图11求解器

4、2.11初值初始化在Slove中选择solutioninitialiation设置一下，初值全为0.2.12设置残留控制将plot点上，其他参数如图12所示。图12残留控制2.14递代计算选择递代2000次，进行递代计算。3.结果通过fluent的数值模拟，得出以下的结论。图13-a底部加“十字形”挡板时距釜底中心20mm处横截面速度矢量图图13-b底部加“十字形”挡板时距釜底中心20mm处横截面速度云图底部加“十字形”挡板时，从图13-a和13-b可以看出，靠近反应釜底部的流体会产生由外向内的径向流动，此时在搅拌釜的底部形成了伯格斯[4](

5、Burgers)涡流，在挡板和反应釜底部中心的间距的径向上，靠近挡板一侧的流体的速度达到最大，在反应釜底部中心处流体的速度较大。Fluent是目前国际上比较流行的商用CFD软件包，在美国的市场占有率为60%，凡是和流体、热传递和化学反应等有关的工业均可使用。它具有丰富的物理模型、先进的数值方法和强大的前后处理功能，在航空航天、汽车设计、石油天然气和涡轮机设计等方面都有着广泛的应用。CFD商业软件FLUENT，是通用CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。由于采用了多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而FLUENT能达到

6、最佳的收敛速度和求解精度。灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在转换与湍流、传热与相变、化学反应与燃烧、多相流、旋转机械、动/变形网格、噪声、材料加工、燃料电池等方面有广泛应用。目前与FLUENT配合最好的标准网格软件是ICEM，而不是早已过时的GAMBIT。FLUENT软件包含三种算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法、耦合隐式算法，是商用软件中最多的；FLUENT软件包含丰富而先进的物理模型，使得用户能够精确地模拟无粘流、层流、湍流。湍流模型包含Spalart-Allmaras模型、k-ω模型组、k-ε模

7、型组、雷诺应力模型(RSM)组、大涡模拟模型(LES)组以及最新的分离涡模拟(DES)和V2F模型等。另外用户还可以定制或添加自己的湍流模型；适用于牛顿流体、非牛顿流体；含有强制/自然/混合对流的热传导，固体/流体的热传导、辐射；化学组份的混合/反应；自由表面流模型，欧拉多相流模型，混合多相流模型，颗粒相模型，空穴两相流模型，湿蒸汽模型；融化溶化/凝固；蒸发/冷凝相变模型；离散相的拉格朗日跟踪计算；非均质渗透性、惯性阻抗、固体热传导，多孔介质模型（考虑多孔介质压力突变）；风扇，散热器，以热交换器为对象的集中参数模型；惯性或非惯性坐标系，复数基

8、准坐标系及滑移网格；动静翼相互作用模型化后的接续界面；基于精细流场解算的预测流体噪声的声学模型；质量、动量、热、化学组份的体积源项；丰富的物性参数的数据库；磁流体模