[转载]Fluent案例2-DPM模型
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本案例延续案例1的模型及计算结果。 1 引子1.1 案例描述本案例描述了如何在FLUENT中使用DPM模型。在前面的案例中，模拟了T型管中的单相流动。本案例将使用相同的T型管模型，模拟颗粒进入T型管后的运动轨迹。1.2 学习目标本案例学习目标包括：定义颗粒材料向计算域中注入颗粒使用常数或分布函数定义颗粒粒径包含颗粒的随机效应预测管道壁面的冲蚀损伤1.3 模拟内容本案例模拟的是几何模型与案例1相同，不过介质为丙烷，同时还有水滴注入到计算域中。模拟液滴被气体带入管道中的运动轨迹使用分布粒径，预测固体壁面上的冲蚀（或附着）2 启动FLUENT并导入网格采用案例1的Case，导入过程这里不详述。3 材料设置在FLUENT材料库中添加材料Propane(c3h8)4 Cell Zones Conditions设置计算域材料为Propane5 Calculate设置计算150步，获取新的计算结果6 定义Injecions鼠标双击模型树节点Discrete Phase & Injections，在弹出的对话框中选择按钮Create在弹出的Set Injection Properties对话框中，进行如下图所示的设置。7 定义DPM材料鼠标双击模型树节点Materials & Inert Particle & anthracite，弹出材料属性设置对话框，改变Density参数值为1000，如下图所示，点击按钮Change/Create并关闭对话框。8 颗粒追踪鼠标双击模型树节点Results & Graphics & Particle Tracks，弹出颗粒追踪参数设置对话框点击对话框中的选项Draw Mesh前的复选框，弹出Mesh Display对话框，点击Display按钮。点击Close按钮关闭对话框。返回Particle Tracks面板，选择Release from Injections列表框中的injection-0，点击按钮Track进行粒子追踪此时TUI窗口显示信息如图所示：图中信息为：追踪粒子数量158个，其中逃逸158个，丢失0个，捕捉0个，蒸发0个，未完成0个点击Display按钮，显示粒子追踪图（颗粒停留时间），如下图所示。关于DPM的一些分析：在本例中，液滴从”inlet-z”边界释放进入计算域，该边界上有158个网格，追踪158个轨迹每一个液滴直径均为1×104m& role=&presentation&&1×104m1×104m1000kg/m3& role=&presentation&&1000kg/m31000kg/m35.22×10−10kg& role=&presentation&&5.22×10−10kg5.22×10−10kg这里假设从相同位置以相同条件进入计算域的粒子具有相同的轨迹计算中输入的质量流量为1kg/s，因此158个粒子用于表征1.2×107& role=&presentation&&1.2×1071.2×1071/(5.22×10&#8& role=&presentation&&1/(5.22×10−10×1581/(5.22×10&#8The droplet (or particle) progresses through the domain through a large number of small steps. At each step, the solver computes the force balance acting on a single droplet (diameter 1x10-4 m) – hence considering the drag with the surrounding fluid, droplet inertia, and if applicable gravity. The mass transported is that of all the droplets in that stream (1.2x107 droplets/sec).液滴与连续相间可以是单向耦合也可以是双向耦合。本案例采用的是单向耦合。单向耦合意味着流体可以影响DPM粒子的动量及能量，但是DPM粒子运动不会影响到其周围连续相的流场。因此可以在后处理中计算DPM轨迹若有必要的话，可以通过在DPM模型设置面板中激活Interaction with Continuous Phase选项来开启双向耦合。双向耦合计算中连续相收敛要比单向计算困难，往往需要更多的迭代步，在计算的过程中，没有必要再每一个流动迭代步中计算DPM轨迹，通常在5-10个迭代步后更新粒子轨迹。9 设置粒子分布直径前面对于粒子直径采用常数，这里改为使用Rosin-Rammler分布。R-R分布指的是颗粒质量分数与直径间的函数关系：Y(d)=e−(d/d&)n& role=&presentation&&Y(d)=e−(d/d&)nY(d)=e−(d/d&)n式中，d&& role=&presentation&&d&d&双击模型树节点Models & Discrete Phase(On) & Injections & Injection-0，如下图所示。在弹出的对话框中进行如下设置设置Diameter Distribution为Rosin-rammler设置Min Diameter为1e-4设置Max Diameter为5e-4设置Mean Diameter为4e-4设置Number of Diameters为10点击OK按钮确认操作并关闭对话框。如下图所示。10 粒子追踪采用第8步相同的方式进行Particle Tracks粒子追踪（颗粒停留时间）如下图所示。此时TUI窗口消息如下图所示。此时追踪的粒子数量变为了1580个，是因为在上一步中设置Number of Diameters为10，所以总的粒子数量为10×158=1580& role=&presentation&&10×158=158010×158=158011 统计出口面上粒径分布-鼠标点击模型树节点Results & Reports & Discrete Phase & Sample，如下图所示。在弹出的对话框（如下图所示）中选择Boundaries为outlet，选择Release from Injections为injection-0，点击Compute按钮，如下图所示。点击模型树节点Results & Reports & Discrete Phase & Histogram，弹出如下图所示的对话框。点击Read…按钮，加载上一步生成的文件outlet.dpm进行如下图所示设置。选择Sample为outlet，选择variable为diameter，选择weight为mass-flow点击Plot按钮显示图像。如下图所示。（也可以将数据输出，然后用其他后处理工具绘图）12 修改壁面边界以捕捉颗粒鼠标双击模型树节点Boundary Conditions & wall-fluid(wall)，弹出边界设置对话框切换到DPM标签页，设置Boundary cond. Type为Trap，如下图所示点击OK按钮关闭对话框13 颗粒追踪按第8步相同的方法进行粒子追踪。TUI窗口显示如下图所示的信息。可以看出，释放了1580个颗粒，其中逃逸857个，捕捉723个。颗粒追踪（粒子停留时间）如下图所示。14 考虑湍流效应双击模型树节点Models & Discrete Phase(On) & Injections & Injection-0，弹出如下图所示对话框。切换至Turbulent Dispersion标签页，激活Discrete Random Walk Model，设置Number of Tries为10，点击OK按钮关闭对话框。采用如步骤8所描述的粒子追踪方法。TUI窗口显示消息如下图所示。从图中可以看出，追踪颗粒数量变为了15800，其中逃逸5324，捕捉3591，追踪未完成6885追踪颗粒之所以变为了15800，是因为使用随机模型的时候设置了Number of Tries为10，故总颗粒数量为158×NumberofDiameters×NumberofTries& role=&presentation&&158×NumberofDiameters×NumberofTries158×NumberofDiameters×NumberofTries这里反映有未完成颗粒，可以通过增大Discrete Phase Model面板中的Max Number of Step来改善。该值默认为500。将此值增大至2000，则未完成颗粒消失。15 考虑冲蚀计算冲蚀必须使用双向耦合为计算资源考虑，关闭Discrete Random Walk双击模型树节点Discrete Phase，在弹出的对话框中进行如下图所示的设置。进入Solution & Run Calculation节点，进行如下图所示设置。由于本例设置的颗粒材料为液滴，因此壁面采用的是Trap，若为固态颗粒计算冲蚀，则需要设置壁面行为为Reflect。实际计算时还需要对壁面DPM行为参数进行设置，这里采用默认参数。16 后处理查看壁面冲蚀云图双击模型树节点Results & Graphics & Contours ，弹出如下图所示对话框在弹出的对话框中进行如下图所示设置点击Display按钮显示冲蚀云图，如下图所示。17 导出数据到CFD-POSTdat文件中并没有包含DPM颗粒轨迹数据，因此需要采用导出的方式将颗粒轨迹导出到文件中。利用菜单File & Export & Particle History Data，弹出如下图所示对话框点击按钮Exported Particle Variables…，弹出如下图所示对话框，在对话框中Available Particle Variables列表项中选择需要导出的变量，点击按钮Add Variables将选择的变量添加到左侧的列表中，点击OK按钮关闭对话框。返回到Export Particle History Data对话框，点击Write按钮输出颗粒轨迹数据。关闭FLUENT返回至Workbench工程面板。18 CFD-POST操作从左侧的组件列表中选择Result拖拽至A3单元格上，双击工程面板中的B2单元格，进入CFD-POST环境利用菜单File & Import & Import Fluent Particle Track File，如图所示打开如下图所示对话框，找到上一步导出的颗粒轨迹文件。颗粒轨迹导入后，点击模型树节点FLUENT PT for Anthracite，在下方属性窗口中，设置Max Tracks为500设置Color标签页下，进行如下图所示设置点击Apply按钮，图形框显示粒子追踪图如下图所示。来自流沙博客。
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Copyright &【FLUENT案例】04：利用DDPM+DEM模拟鼓泡流化床 - 流沙[胡坤] - 博客园
DEM碰撞模型扩展了DPM模型的功能，能够用于稠密颗粒流动的模拟。该模型可以与DDPM（Dense DPM）模型何用以模拟颗粒对主相的阻碍作用，因此可以用于鼓泡流化床、提升管、气力输送系统以及泥浆流动。特别对于以下情况，DEM模型特别有用：
当颗粒粒径分布很广时
当计算网格相对粗糙时
本案例演示DDPM模型的使用，其中颗粒碰撞通过DEM模型来考虑。
2 问题描述
本例中，我们将会模拟模拟一个鼓泡流化床，并且决定其在给定表观速度情况下的工作行为。矩形床的尺寸为0.2m0.2m0.4m，初始情况下预装了部分颗粒，表观速度0.5m/s，检测穿过床层的压力降，示意图如下图所示。
对于经典的流化曲线，若流化床入口的表观速度较小，则流化床不会硫化，其行为类似填充床，当速度增加时，流化床开始流化。
一种理解该现象的经典方法即为流化曲线，此时入口能够驱动流体的压力需求是表观速度的函数。当处于填充床工况时，压力与表观速度的增加成正比，然而，当初期流化条件达到后，压力始终保持某一恒定值（时间平均）。至中处于流化条件的稳定压力足够维持流化床的浮重力。换句话说：
&P&inlet×Ainlet=Buoyant weight of bed&P&inlet×Ainlet=Buoyant weight of bed
在本例中，我们将对给定表观速度下的流化床流化过程进行仿真模拟。
文件准备：拷贝bed.msh、92Kparcels.inj及view-0.vw文件到工作目录
以3D模式、Double Precision开启FLUENT
4 FLUENT前处理
Step 1：Mesh
利用菜单File | Read | Mesh…读入网格文件bed.msh
Step 2：General
点击 右侧面板中的Check按钮，检查导入的网格，确保没有负体积的存在
激活Transient选项采用瞬态计算
Step 3：Models
设置DDPM模型，按如下图所示进行设置
Step 4：DPM模型设置
鼠标点击模型树节点Models，双击右侧models列表中的Discrete Phase
弹出如下图所示对话框，按图进行设置。
切换至Physical Models标签页，激活DEM Collision选项，如下图所示。
点击Discrete Phase Model对话框下方的Injections…按钮
点击Create按钮，弹出set Injection Properties对话框。
选择Injection Type为file
选择Discrete Phase Domain为Phase-2
选择DEM Collision Partner为dem-anthracite
设置Stop Time为1e-8
点击File…按钮，在打开的文件选择对话框中选择文件92Kparcels.inj
切换至Physical Models标签页，设置Drag Law为Wen-Yu
点击OK按钮关闭对话框
返回至Discrete Phase Model对话框。
点击Discrete Phase Model对话框下方的DEM Collisions…按钮，弹出如下图所示对话框
选择dem-anthracite，点击set…按钮。
选择Collision Pairs列表项中的dem-anthracite-dem-aluminum，按下图所示进行设置
选择列表项中的dem-athracite - dem-anthracite，按下图所示设置。
点击OK按钮退出对话框。
Step 5：设置操作压力
点击模型树节点Cell Zone Conditions，在右侧面板中点击按钮Operating Conditions..，如下图所示。
Step 6：边界条件设置
选择模型树节点Boundary Conditions。
在右侧参数面板中，鼠标选择Zone列表框中选项inlet，确保Phase下拉框选择项为mixture，点击Edit…按钮弹出参数设置对话框，切换至DPM标签页，进行如下图所示设置。
关闭OK按钮关闭对话框，返回至边界条件设置面板。
依然选择inlet，设置Phase下拉框内容为phase-1，点击Edit…按钮弹出参数设置对话框。设置Velocity Magnitude为0.5。点击OK按钮关闭对话框。
设置outlet边界，采用类似的方法，设置Mixture类型，进行如下图所示设置。
Step 7：Solution Controls
设置亚松弛因子：
Pressure: 0.9
Momentum: 0.2
Volume Fraction: 1
Discrete Phase Sources: 1
Step 8：Monitors
点击模型树节点Monitors，在 右侧面板中点击Surface Monitors下方的Create按钮，在弹出的对话框中按如图所示进行设置，点击OK按钮关闭对话框。
Step 9：Solution Initialization
直接初始化即可。
Step 10：Run Calculation
分三步进行计算：
1.使用单一时间步将颗粒注入到计算域中
2.计算两秒
3.再计算两秒
设置Time Step Size为0.001
设置Number of Time Steps为1
设置Report Interval为5
点击Calculate只需一步，快速开始
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ansys 中fluent采用DDPM模拟流化床气固流动，追踪颗粒运动
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如题，有人做过dense discrete phase model 模拟气固流化床的流动吗？
我用ansys 12 做了但还总是出问题 设置同双流体欧拉的算法一样，只是这个 欧拉相 为 空气，离散相为固体颗粒 共计两种，小颗粒选择首先填充在二维床，空隙率为 0.5， 大颗粒在0.5秒后射入，计算到1.29s后，大颗粒已在1.2s停止射入了，出现问题如下：请高手指点
&&iter continuity& && &u-air& &&&u-coke& && &v-air& &&&v-coke& && &k-air& & eps-air& & vf-coke& &&&time/iter
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 3 cells
6e+01 1.......:00:03& & 7
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 3 cells
7e+01 1.......:00:03& & 6
2e+03 7.......:00:02& & 5
9e+04 3.......:00:02& & 4
1e+04 1.......:00:01& & 3
1e+05 1.......:00:01& & 2
8e+10 6.......:00:00& & 1
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 123 cells
Error: floating point exception
Error Object: #f
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 8 cells
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 167 cells
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 84 cells
turbulent viscosity limited to viscosity ratio of 1. in 1409 cells
reversed flow in 30 faces on pressure-outlet 4.
# Divergence detected in AMG solver: mp-x-momentum -& Decreasing coarsening group size!
# Divergence detected in AMG solver: mp-x-momentum -& Increasing relaxation sweeps!
# Divergence detected in AMG solver: pressure correction -& Turning off correction scaling!
# Divergence detected in AMG solver: pressure correction -& Increasing relaxation sweeps!
Divergence detected in AMG solver: pressure correction
Divergence detected in AMG solver: k
Divergence detected in AMG solver: epsilon
Divergence detected in AMG solver: vof-1
Divergence detected in AMG solver: pressure correction
Divergence detected in AMG solver: k
Divergence detected in AMG solver: epsilon
我也遇到了这样的问题，请问怎么解决
回复 2# 李名 的帖子
没有解决啊，放弃了，估计是本身设置参数的问题
有人能解决吗？我也遇到了这样的问题
回复 1# siyuan315 的帖子
问题解决了吗，我也碰到了同样的问题，不知道怎么办？
楼主最后怎么解决这个问题的？
能补能有高手专门介绍一下DDPM模型呀~~~？？？
修改里面说的发散的相关参数。我遇到了一个类似的问题# Divergence detected in AMG solver: epsilon -& Increasing relaxation sweeps!，我修改了标准k-ε中的C1和C2值之后就可以计算了
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fluent15.0 在使用ddpm模型，用injection注入颗粒后质量统计问题
fluent15.0 DDPM模型，用injection注入颗粒，其中的mass flow rate质量流率，乘以注入时间应该等于理论上的设置注入颗粒的质量，但在注入完颗粒时，用report统计其中的颗粒质量时，发现小于设置的注入量。大家有没有遇到过这种问题？该如何解决？
这是做3D的，之前做的2D的，注入总量为10kg,最后统计差不多只有7kg，那最后应该以哪个为准，最终统计的量？希望多多交流:hand:
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