【FLUENT案例】06：與EDEM耦合計算【轉發】

2017-01-18 by:CAE仿真在線來源:互聯網

折騰了很久才把耦合模塊搞定,用的還是網上別人編譯好的UDF,不完美。自己編譯的時候,老是提示無法找到fluent中的一些頭文件,個人懷疑是操作系統和visual studio的問題,有時間換個系統和VS再試試,其實也挺簡單。
此測試案例是EDEM官方提供的。

軟件設置分為兩部分,其中包括在FLUENT設置和EDEM設置,計算模型可以采用同一模型,也可以采用不同的網格模型,這里采用同一套網格模型。(EDEM可以讀入msh文件)。

1 案例描述

案例模型很簡單,如下圖所示的交叉管,流經模型的介質包括連續相的水和顆粒相。

2 FLUENT設置

2.1 導入網格文件

啟動FLUENT,利用菜單File | Read | Mesh…導入網格文件intersection_vertical.msh
選擇General面板中的Scale…按鈕,確保網格模型尺寸,如下圖所示。

2.2 General面板及Material

設置Time為Transient,采用瞬態計算
設置Z軸方向重力加速度-9.81
添加材料water-liquid

2.3 Cell Zone Conditions

設置Cell Zone Conditons里頭的區域介質為water-liquid,如下圖所示。

2.4 Boundary Conditions

設置inlet邊界入口速度為5m/s,如下圖所示

2.5 Models

采用標準k-epsilon模型計算

2.6 加載EDEM宏

打開user-defined > Functions > Manage…
在library Name中輸入udf所在路徑,點擊load按鈕加載udf宏
加載完畢后,在Models樹節點下出現EDEM子節點,如下圖所示

點開來看,設置對話框如下圖所示。

此對話框一會兒再設置。現在轉入EDEM設置。

3 EDEM設置

3.1 設置模型描述

啟動EDEM,點擊菜單**File > Save”,在彈出的文件保存對話框中保存工程文件,默認名稱New EDEM input deck.dem
Global標簽頁中,設置Title為2-phase Eulerian

3.2 設置材料

創建新的材料“Particle”,設置材料屬性如圖所示。
單擊 Transfer 按鈕打開 Material/Interactions Transfer 對話框.
從材料數據庫中 Transfer steel 到 simulation。
設置 material interactions, particle – particle 和 particle – steel,使用默認值

3.3 定義顆粒

單擊顆粒標簽。
單擊 + 按鈕輸入名字 ?Eulerian particle?。
設置半徑 2mm。
設置 X 為-0.5 mm。
單擊+創建一個新的表面。
設置半徑為 2mm。
設置 X 為 0.5 mm。
顆粒的材料為’particle’。
點擊 lculate Properties,自動計算出顆粒的質量、體積等屬性。

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3.4 定義幾何

定義幾何材料

打開 Geometry 標簽。點擊Import…按鈕,導入網格文件intersection_vertical.msh
在 Details 標簽中,選擇材料為 steel。

創建顆粒工廠幾何

單擊+按鈕選擇 polygon,命名 “factory”。
在 Details 中選擇 Virtual。
選擇 Polygon 按鈕,設置如下:

3.5 創建顆粒工廠

創建顆粒工廠、設置顆粒工廠類型

點擊 Fcatories 標簽。
點擊+按鈕,添加一個新的顆粒工廠。
設置工廠類型為 Dynamic。
選擇 Unlimited Particles。
選擇速率 to 2.5e3 particles/s。

設置初始條件

在下拉菜單中確定選擇?factory? 。
選擇速度為 linear 或者 spray 點擊設置按鈕。
設置速度大大小 z=5m/s。
固相的設置已經完成。

3.6 求解器

設置時間步長

點擊 Simulator 標簽。
設置時間步長為 39%。
調整時間步長為 8e-5s。 EDEM 里面的時間步長與 Fluent 里面的時間步長比例一般在 1:1 到 100:1 之間。 EDEM 時間步長不能大于 Fluent 的時間步長。

設置 data write-out frequency

設置 write out frequency 為 0.01s。
如果有必要按時返回,從一點重新進行模擬,自動保存 case 和 data 必須在 fluent 選
擇。

設置網格

設置網格尺寸為 3.5 Rmin。這將生成約 60,000 網格。

跟蹤碰撞

標記 Track Collisions 。

3.7 啟動耦合器

選擇菜單Tools > EDEM Coupling Options > Show Coupling Server
在右下角對話框中點擊按鈕Start,之后EDEM處于監聽狀態

4 fluent其他設置

返回到FLUENT中繼續設置

設置 2-phase 模擬

選擇 Eulerian 作為耦合方法。
選擇”fluid? 。
設置 sample points 為 10。
如果 sample points 為 10, 一個大的顆粒可以在 10 個網格中傳輸。增加 samplepoints 的大小,增加了模擬的穩定性但是減少了速度。
設置 momentum (?MTM?) under-relaxation 為 0.7。
減少松弛因子增加了模擬的穩定并且更加容易收斂。然而可能會使用到更多的迭代來實現收斂。
設置 volume under-relaxation 為 0.6。
點擊Open按鈕,選擇New EDEM input deck.dem文件
點擊 OK。

此時看TUI輸出窗口信息如下圖所示,表示已經成功耦合。

此時看EDEM中耦合服務器狀態,如下圖所示。已經成功耦合。

初始化、設置文件選項

初始化。
a) 選擇 Solve > Initialize > Initialize。
b) 選擇 Compute from Inlet, 單擊 Init t。
設置 autosave case and data option 為 25。
a) 選擇 File > Write > autosave。
b) 設置為 25。時間步長為 2e-3 s,即數據文件每隔 0.05s 保存一次。
點擊 File > Write > Case & Data 保存 case(.cas)和 data (.dat)文件。
.dat 文件包含了在 0s 點的幾何、邊界條件和其他液相(固相)信息。這個文件包含了幾何、邊界條件和其他仿真參數。
在仿真過程中, case 和 data 自動保存, EDEM 的文件也自動保存。