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[資源]
自制一個(gè)k-e模型的多孔介質(zhì)初場(chǎng)計(jì)算輔助軟件，希望對(duì)大家有幫助
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本人目前在研究細(xì)顆粒過(guò)濾器方面的一些問(wèn)題，目前是采用陶瓷管做的一個(gè)高溫粉塵過(guò)濾器。 由于陶瓷管壁達(dá)10mm，并且滲透性很低，造成多孔介質(zhì)的壓力降比較大，使得收斂十分困難和緩慢。對(duì)于2mm厚的管壁，時(shí)常能夠在400多步左右成功收斂，并獲得比較好的解。但是，當(dāng)壁厚上升到10mm后，整個(gè)過(guò)程時(shí)常達(dá)到1萬(wàn)到2萬(wàn)步才能達(dá)到很好的收斂結(jié)果，而且時(shí)常需要運(yùn)氣。 在多方考察和結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，做出了一個(gè)這樣的軟件。 主要是針對(duì)圓形管道和壓力容器內(nèi)部流場(chǎng)的CFD分析，適合FLUENT和CFX的模擬。初場(chǎng)的設(shè)定對(duì)于多孔介質(zhì)的計(jì)算是比較關(guān)鍵的，但是如何設(shè)定一個(gè)合適的初場(chǎng)，在你并不知道這個(gè)流場(chǎng)的走向的時(shí)候是十分困難的。因而使得不管是按照默認(rèn)的設(shè)定，還是自己隨意猜測(cè)的幾個(gè)初始值都會(huì)使計(jì)算變得復(fù)雜和充滿變數(shù)。 在整個(gè)收斂的過(guò)程中，亞松弛因子也是一個(gè)比較難以掌握的，有的時(shí)候，在沒有附加任何UDF的時(shí)候，我也時(shí)常需要將動(dòng)量和湍流相關(guān)的幾項(xiàng)下調(diào)到0.05以下。 雖然下調(diào)松弛因子能夠得到更長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的解，但是也十分容易突然間的一個(gè)不收斂，直接從e-4變成e+3。（可見初場(chǎng)的正確形成是比較關(guān)鍵的） 總之，高壓降多孔介質(zhì)的收斂過(guò)程是一個(gè)痛苦，漫長(zhǎng)，復(fù)雜，同時(shí)又似乎不可重復(fù)的過(guò)程，雖然，我自己已經(jīng)做過(guò)近千次的結(jié)果，但是依然沒有找到一些固定的規(guī)律。希望能夠有這方面研究比較多的人，能夠提出寶貴的建議和方法，節(jié)約大家寶貴的時(shí)間。 上圖為使用界面，其中方法主要以fluent15.0自帶幫助文檔為主，結(jié)合一部分文獻(xiàn)資料。下面三個(gè)按鈕，當(dāng)按計(jì)算的時(shí)候，會(huì)開始計(jì)算，請(qǐng)按多次計(jì)算，結(jié)果不變時(shí)為最終結(jié)果。25度空氣按鈕，是在標(biāo)況下25度空氣的默認(rèn)流體力學(xué)屬性，可以避免重復(fù)輸入的麻煩。25度水也是如此。 由于本人編程水平有限，對(duì)于輸入變量沒有做非常嚴(yán)格的篩選，所有變量的輸入都是采用單精度。使用本軟件時(shí)，需要嚴(yán)格的輸入每一個(gè)值。 本軟件目前只針對(duì)圓形管道，方形管道計(jì)算尚未完成，同時(shí)管道潤(rùn)濕比例也是只用了全潤(rùn)濕的模式。后期版本將進(jìn)一步加入對(duì)這些的情況的計(jì)算。 希望大家能夠一起探討多孔介質(zhì)收斂問(wèn)題，節(jié)約寶貴的研究時(shí)間。 目前比較好的一個(gè)辦法是，先不考慮多孔介質(zhì)，然后建立一個(gè)初場(chǎng)，然后再把多孔介質(zhì)調(diào)回來(lái)算。（這對(duì)于低壓降來(lái)說(shuō)，是絕對(duì)十分幸福的事情）對(duì)于高壓降，如果多孔的存在對(duì)于流場(chǎng)的扭曲比較大的話，這樣算的話，可能結(jié)果最后是不對(duì)的。但可以把多孔設(shè)置為中空，然后再設(shè)置為壁面，把你認(rèn)為比較符合物理流向的地方的壁面設(shè)置為中空，讓多孔介質(zhì)的外壁面形成一個(gè)流場(chǎng)，然后再在內(nèi)部patch一個(gè)初始速度，這也是可以的。 對(duì)于說(shuō)明手冊(cè)中所說(shuō)的，不適合用hybrid初始方式，我認(rèn)為合適的時(shí)候，是可以考慮用hybrid的方法的，然后再在每個(gè)流域上patch比較理想的初始值，因?yàn)閔ybrid建立的初場(chǎng)是比較健壯的。 對(duì)于一般的流場(chǎng)來(lái)說(shuō)，k-e realizable有比較經(jīng)濟(jì)性的結(jié)果，但是如果對(duì)于旋轉(zhuǎn)很強(qiáng)的場(chǎng)，還是需要用RSM。而RSM很多時(shí)候需要用到couple算法，需要十分大量的計(jì)算資源。 最后，十分希望有更好辦法的人能夠分享你的辦法。 本軟件的使用需要net framework 4.0的支持。同時(shí)，目前只針對(duì)k-e模型做了設(shè)置。 |
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2015-05-10 21:15:07, 182.51 K
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