分配器多相流仿真——歐拉模型和VOF

2017-01-14  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、前言

某公司管路的流量分配系統(tǒng),出現(xiàn)分配不均情況。經(jīng)分析,當兩相流體以一定的氣液比穩(wěn)定運行時,突然增加一股液體(提高氣液比)時,管路分配發(fā)生變化并影響之后的分配。原方案出現(xiàn)分配不均情況,因此需要通過仿真的手段改善分配。涉及到委托公司機密,下面只以原方案進行分析。并分別對兩相流中VOF模型和歐拉模型進行區(qū)別。先看下效果圖

二、模型和網(wǎng)格

模型見下左圖,部分網(wǎng)格見下右圖。

三、輸入條件

入口速度為1.29m/s;出口為pressure-outlet,氣是第一相,液氣體積比為0.072

四、求解

4.1 歐拉模型

首先采用歐拉模型進行求解。

先計算19000步(晚上計算的),再將修改液氣比為0.18(表示突然涌進一團液體),再計算了3000步。

發(fā)現(xiàn):氣態(tài)能夠較快收斂,液態(tài)需要計算一段時間后質(zhì)量才能守恒(這個案例是600步左右)。見下面的殘差圖和收斂圖。

以及report中的進出口誤差計算。

最后這張是說明歐拉方程在運行一段時間后質(zhì)量收斂的示意圖。質(zhì)量偏差是e-6級別。

4.2 VOF模型

接下來是VOF模型。一開始是瞬態(tài)計算,按照前面輸入條件計算了3000步,再修改液氣比計算,繼續(xù)瞬態(tài)計算了3300步,發(fā)現(xiàn)出口流量未變化。于是改為問題,之后質(zhì)量才守恒。

五、小結(jié)

因此在采用歐拉或者VOF仿真的時候,需要認真了解他們的原理和使用范圍,并且時刻了解各方程的收斂情況。

如,關于VOF的適用范圍:

某網(wǎng)站對VOF的討論http://muchong.com/html/201511/9632177.html

VOF模型通過求解單獨的動量方 程和處理穿過區(qū)域的每一流體的體積分數(shù)來模擬兩種或三種不能混合的流體。典型的應用包括預測射流破碎、流體中大泡的運動、決堤后水流動和氣液界面的穩(wěn)態(tài)和 瞬態(tài)處理。FLUENT中VOF存在以下限制:

1)必須使用離散求解 器,VOF模型不能用于耦合求解器

原文出處【技術鄰】

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