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利用旋沙分离器模拟来了解Flow Simulation的粒子研究功能

一、项目介绍: 

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1、在这个项目中,排污口在工作状态下是关闭的,所以不用考虑。
2、5e-5m3 /S水从入口流入,出口为一个大气压的环境压力(101325Pa)
3、在水中混合有砂砾,颗粒直径为0.05mm,质量流量为1毫克/S,在这个项目中,注入100个点的砂砾,观察有多少砂砾能够随着水流从出口流出。

二、建立项目

要观察砂砾随水流的运动情况,首先要对水的流入流出建立一个分析模型,然后再利用粒子研究来加入砂砾颗粒
1、利使用SolidWorks Flow Simulation中的向导进行初始设置:国际制(SI)长度单位为mm,入口体积流率单位为m3/s;分析类型为内部流动,排除内部没有流动条件的空腔;流体为水;默认初始条件。边界条件设置:入口流体的体积流量为5e-5m3 /S,沿法向进水,出口处边界条件按默认为101 325P a及293.15K。沿着Y轴负方向有一个重力效果。通过“检查模型”显示状态正常,分析类型为内部,流体体积为0.011518m3,如图所示

Flow Simulation2.png

2、网格划分
为了更好的对模型进行划分,本项目采用手动划分网格的方式,X、Y、Z方向分别是24、48、42个网格,跨通道网格特征数为5,最大细化级别为1。如下图所示

Flow Simulation网格划分.png

3、目标设定

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为了让结果准确,我们分别将静压平均值、速度平均值以及质量流量用于目标收敛
4、将计算控制选项里的结束条件更改成目标收敛然后运行分析。

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三、 后处理

1、完成之后,在入口位置创建速度为参数的流动迹线查看水的运动,然后将流动迹线隐藏。

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2、在这个分析结果基础上,我们需要用粒子研究功能来在水中加入砂砾颗粒。在结果下面找到粒子研究,然后右键,通过向导建立一个粒子研究

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3、进入向导后第一个界面是给粒子注入起名子,使用默认名称即可。接着会进入选择材料的界面,首先选择入口的内表面来作为粒子的入口位置,注入点数量为100个,粒子属性为直径0.05mm,软件会自己变成5e-05m,下面的粒子材料选择固体,找到建材,在在建材下的砾石和基床下选择砂砾,下面的质量流量选择1毫克/s,粒子初速度为0。

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4、物理设置保持默认,然后拉到默认壁面条件界面,在这里选择理想反射。这样粒子碰到壁面会反弹回来,直到达到终止条件。

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5、 在计算设置中,结果保存选择迹线和统计数据,约束条件中最大长度输入200m,最大时间输入3600s,最大迭代次数输入500000

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6、最后点击运行

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7、运行结束后,展开结果中的粒子研究,右键单击“注入1”然后选择显示,我们可以看到在水流作用下,砂砾的运动情况,在这里还是有少数砂砾会流出整个系统。

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8、最后,我们在粒子研究1上单击右键,然后选择统计数据,然后展开“注入1”这里可以看到,大部分注入点在达到网格最大步长或最大时间之后还是存在于系统当中,有一些注入点会显示正在打开,这些显示正在打开的就是流出系统的砂砾了。

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