ANSYS Fluent风沙两相流模拟的相关问题
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现在正在做风沙两相流的数值模拟,遇到了一些问题想请教一下前辈们。
- 参数设置
当前国内使用fluent对风沙两相流进行数值模拟的文章,大多使用standard k-ε model、SIMPLEC算法、欧拉两相流方程进行模拟。目前我的理解来看,模拟的流程应该是:单相流使用simplec算法进行求解,收敛之后打开多相流模型,设置欧拉两相流相关参数继续模拟。想问问各位前辈,这样的算法是对的吗?有没有什么需要改进的地方?
我自己现在使用的是realizable k-ε model、Phase Coupled SIMPLE、欧拉两相流方程进行模拟,直接完成所有的设置之后进行非定常两相流模拟,是不是应该先求解单相流然后再进行两相流求解?
参数设置部分可能还有些不科学,不知前辈们有没有什么建议? - 模型调整及网格划分
上图是计算模型,算的是一种挡沙墙周围的流场分布,三维计算模型长184 m、宽5.4 m、高25 m,网格数目前是599W,平均扭曲度0.22,由于计算机限制目前网格只能这么大,后期考虑细化网格上超算。 - 模拟结果
这是目前得到的速度分布图,但是第二相物质和第一相物质速度基本没有什么差别,故而我觉得我的模拟可能还是存在一定的问题。 - 湍流统计
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涡量大小
$\frac{\partial \omega}{\partial t}+\boldsymbol{U} \cdot \nabla \omega=\omega \cdot \nabla \boldsymbol{U}-\boldsymbol{\omega}(\nabla \cdot \boldsymbol{U})+\frac{\nabla \rho \times \nabla p}{\rho^{2}}+\nabla \times \boldsymbol{f}$ -
湍流强度(这个公式我不太确定有没有完全写对)
\begin{equation}
I=\frac{\sqrt{\overline{u^{\prime2}}+\overline{v^{\prime2}}+\overline{w^{\prime2}}}}{U}=0.16 \times \mathrm{Re}^{-\frac{1}{8}}
\end{equation} -
防护效益
使用防风效能衡量其防护效益 -
以上是目前使用的一些数据分析的方法,考虑使用频谱分析来看看怎么说,系综平均也想请教一下。
- further research
之后考虑模拟沙相物质的沉积,想问问照目前的参数设置能不能模拟出沉积的过程。
有人让我用DPM但是我不知道DPM模拟准不准,现在在看EDEM,想试试EDEM可不可以。
这一部分了解的还很少,还希望大家能给我解答一下,谢谢!
- 参数设置
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@veen 在 ANSYS Fluent风沙两相流模拟的相关问题 中说:
当前国内使用fluent对风沙两相流进行数值模拟的文章,大多使用standard k-ε model、SIMPLEC算法、欧拉两相流方程进行模拟。目前我的理解来看,模拟的流程应该是:单相流使用simplec算法进行求解,收敛之后打开多相流模型,设置欧拉两相流相关参数继续模拟。想问问各位前辈,这样的算法是对的吗?有没有什么需要改进的地方?
这是从求解效率角度来考虑的,可以这么做。单相流收敛比较快,然后加多相流。有一些改进的地方但是也不足以达到在SCI里面强调。
之后考虑模拟沙相物质的沉积,想问问照目前的参数设置能不能模拟出沉积的过程。
有人让我用DPM但是我不知道DPM模拟准不准,现在在看EDEM,想试试EDEM可不可以。
这一部分了解的还很少,还希望大家能给我解答一下,谢谢!
不太清楚你们那面真实的情况。从模型角度考虑,EDEM比较贵,DPM便宜的多。直接感觉用DPM足够了,甚至双欧拉都足够了。因为你的模拟很宏观。如果你需要考虑沙子之间的碰撞之类,可能要EDEM。
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Aerodynamics and morphodynamics of sand fences: A review这是相关领域的一篇综述
目前这一领域的数值模拟SCI文章,我看着还是挺少的,主要集中在Aeolian Research、Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics这类期刊上。10年前主要做风洞模拟实验,8~9年前有人开始做数值模拟,国内大多数都还停留在二维的模拟上,工程上的东西对于基础理论还是涉及的较少,很少有人阐述它的运动机理。使用的湍流统计方法也比较少,大多都是防风效能、涡量、湍流强度,我还想做做时间序列上的东西,这样应该能发个不错的SCI。
研究微观应该就只能研究小尺度了,墙后2 m应该可以模拟出墙后比较复杂的流动来。之后要是涉及到调整模型,应该会考虑用OpenFoam来做。