搜索fluent多孔介質參數詳解
2017-06-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
在流體計算中,常會碰到多孔介質的情況,如流體經過過濾網、通過換熱器的管束等。Fluent中提供的多孔介質模型將多孔結構簡化為一個動量源,在建立幾何模型時,可以不用建立復雜的幾何結構。
1多孔介質區域設置
多孔介質區域設置面板如下圖所示。
面板中需要設置方向向量及各方向的粘性阻力及慣性阻力。
設置孔隙率,并選擇傳熱模型(開啟能量模型時)
2流體通過控控區域的阻力
多孔介質在建模時被簡化為一個動量源項附加在標準流動方程上。該源項包含兩部分內容:粘性損失項及慣性損失項。可表示為:
其中,Si為第i(x,y,z)個動量方程;|v|為速度值;Dij及Cij為指定的矩陣。式中右邊第一項為粘性損失,第二項為慣性損失。
此方程可以寫成簡化形式:
式中,α為滲透率,C2為慣性阻力系數。因此可以指定對角矩陣D及C為1/α與C2。
3
具體案例
如下表中所示的壓降與速度關系實驗數據:
| 速度(m/s) | 壓降(pa) |
|---|---|
| 20.0 | 197.8 |
| 50.0 | 948.1 |
| 80.0 | 2102.5 |
| 110.0 | 3832.9 |
可以通過數據擬合得到以下壓降與速度關系表達式:
式中,Δp為壓降,v為速度。
假設多孔介質區域厚度為Δn,則壓降:
則有:
案例中介質密度ρ=1.225kg/m3,區域厚度為1m,則可計算得到慣性阻力系數:
相同的方法,有
案例中介質粘度μ=1.7894e-5,則可計算得到粘性阻力系數:
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