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jamiky新蟲 (初入文壇)
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[求助]
圓柱形流化床fluent模擬問題
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我的床體是圓柱筒內(nèi)徑100mm，外徑108mm，高度1000mm，為了減少計(jì)算，只取400mm的高度作為計(jì)算區(qū)域的高度；床內(nèi)球型顆粒直徑0.52mm，顆粒密度1712kg/m3，床層初始填充率0.584，初始床層高度100mm，床層顆粒質(zhì)量0.785kg；流化介質(zhì)為標(biāo)況下的空氣，進(jìn)口表觀氣體流速0.2m/s，均勻布風(fēng)。我用ICEM CFD建立了三維幾何模型和劃分了O（Ogrid）型網(wǎng)格（圖1），網(wǎng)格最小尺度1mm、最大尺度2mm（邊界層網(wǎng)格依據(jù)k-ω（SST）湍流模型的y+值取0.5，第一層高度1mm），然后生成非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格導(dǎo)入fluent中進(jìn)行4核CPU并行計(jì)算，并進(jìn)行網(wǎng)格質(zhì)量檢查，如圖2。 在fluent中采用Euler多相流DDPM（DEM）模型，同時(shí)采用k-ω（SST）湍流模型。顆粒的初始化采用surface injection方式，采用老師視頻中的區(qū)域表面發(fā)射（底部的fluid-1區(qū)域），從0s開始，1e-9s結(jié)束，total flow rate為7.85e+8 kg/s，particle time step size為1e-7s。 邊界條件：底部采用速度進(jìn)口0.2m/s，出口采用壓力出口，側(cè)面是圓柱壁面條件。 求解：method里都選用了默認(rèn)的一階迎風(fēng)格式，選了SIMPLEC求解器，并勾選了下角的N-phase volume equation；control里把動(dòng)量的松弛因子改成了0.2，viscosity的松弛因子改為了0.8，其他采用默認(rèn)。 初始化：把k值改成0.01，其他采取默認(rèn)。 計(jì)算：選擇了固定的time step size：1e-6,時(shí)間步為1，作為調(diào)試。 在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)連續(xù)方程的殘差始終達(dá)不到1e-3以下（即使把每個(gè)時(shí)間步長內(nèi)的迭代步增至500，圖8-10），但是在report里flux的進(jìn)口與出口的質(zhì)量流率差值很小（圖7），符合大家說的做為判斷收斂的標(biāo)準(zhǔn)。不過，在report里，體積積分的mass中，fluid-1區(qū)域顆粒相顯示的質(zhì)量只有0.490637kg（圖5），其mixture的質(zhì)量加權(quán)平均mass-average（圖3）為1025.17kg/m3，體積加權(quán)平均為1001.34kg/m3（圖6）。 然后，我進(jìn)行了2個(gè)時(shí)間補(bǔ)償?shù)恼{(diào)試計(jì)算（圖11-12），連續(xù)方程的殘差突然增大到1e+4量級，而且降幅也很小，并出現(xiàn)了particle parcels的incomplete不為零，計(jì)算的速度越來越慢。 我不知道為何會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象和錯(cuò)誤，問題出在哪里，該如何解決？ 此外，我想問一下injection這種顆粒加入方式，采用surface里的一個(gè)區(qū)域在短時(shí)間內(nèi)大量發(fā)射從而完成初始密集床層的堆積初始化，這樣操作與實(shí)際完全可以符合嗎？ 請大神們幫忙分析一下。謝謝！ |
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2019-10-22 13:01:02, 2.54 M
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2樓2021-03-06 21:40:10
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