搜索fluent多孔介质参数详解
2017-06-11 by:CAE仿真在线 来源:互联网
在流体计算中,常会碰到多孔介质的情况,如流体经过过滤网、通过换热器的管束等。Fluent中提供的多孔介质模型将多孔结构简化为一个动量源,在建立几何模型时,可以不用建立复杂的几何结构。
1多孔介质区域设置
多孔介质区域设置面板如下图所示。
面板中需要设置方向向量及各方向的粘性阻力及惯性阻力。
设置孔隙率,并选择传热模型(开启能量模型时)
2流体通过控控区域的阻力
多孔介质在建模时被简化为一个动量源项附加在标准流动方程上。该源项包含两部分内容:粘性损失项及惯性损失项。可表示为:
其中,Si为第i(x,y,z)个动量方程;|v|为速度值;Dij及Cij为指定的矩阵。式中右边第一项为粘性损失,第二项为惯性损失。
此方程可以写成简化形式:
式中,α为渗透率,C2为惯性阻力系数。因此可以指定对角矩阵D及C为1/α与C2。
3
具体案例
如下表中所示的压降与速度关系实验数据:
| 速度(m/s) | 压降(pa) |
|---|---|
| 20.0 | 197.8 |
| 50.0 | 948.1 |
| 80.0 | 2102.5 |
| 110.0 | 3832.9 |
可以通过数据拟合得到以下压降与速度关系表达式:
式中,Δp为压降,v为速度。
假设多孔介质区域厚度为Δn,则压降:
则有:
案例中介质密度ρ=1.225kg/m3,区域厚度为1m,则可计算得到惯性阻力系数:
相同的方法,有
案例中介质粘度μ=1.7894e-5,则可计算得到粘性阻力系数:
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